7 На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Какой цифрой обозначен переход, соответствующий излучению атомом фотона большей частоты

Объяснение:

Энергия фотона, излучаемого при переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий, равна разности энергий этих уровней: $$E_{\text{фотона}} = E_{\text{верхний}} - E_{\text{нижний}}$$.

Частота фотона $$f$$ связана с его энергией формулой $$E = hf$$, где $$h$$ — постоянная Планка. Это означает, что чем больше энергия фотона, тем больше его частота ($$f = E/h$$).

Следовательно, для излучения фотона с большей частотой требуется, чтобы разность энергий между верхним и нижним уровнями была максимальной.

Рассмотрим переходы, обозначенные цифрами:

• 1: Переход с уровня $$E_2$$ на $$E_1$$. Разность энергий $$\boldsymbol{\triangle}E_1 = E_2 - E_1$$.
• 2: Переход с уровня $$E_3$$ на $$E_1$$. Разность энергий $$\boldsymbol{\triangle}E_2 = E_3 - E_1$$.
• 3: Переход с уровня $$E_3$$ на $$E_2$$. Разность энергий $$\boldsymbol{\triangle}E_3 = E_3 - E_2$$.
• 4: Переход с уровня $$E_4$$ на $$E_3$$. Разность энергий $$\boldsymbol{\triangle}E_4 = E_4 - E_3$$.

Судя по диаграмме, энергетические уровни расположены так: $$E_4 > E_3 > E_2 > E_1 > E_0$$. Разности между уровнями также убывают сверху вниз.

Нам нужно найти переход с наибольшей разностью энергий. Сравним разности:

• $$\boldsymbol{\triangle}E_1 = E_2 - E_1$$
• $$\boldsymbol{\triangle}E_2 = E_3 - E_1$$
• $$\boldsymbol{\triangle}E_3 = E_3 - E_2$$
• $$\boldsymbol{\triangle}E_4 = E_4 - E_3$$

Визуально на диаграмме видно, что переход с уровня $$E_3$$ на уровень $$E_1$$ (обозначенный цифрой 2) охватывает наибольший энергетический интервал. Этот интервал выглядит самым большим из представленных вертикальных отрезков, соответствующих переходам.

Переход 1 ($$E_2 \to E_1$$) меньше, чем переход 2 ($$E_3 \to E_1$$).

Переход 4 ($$E_4 \to E_3$$) выглядит меньше, чем переход 3 ($$E_3 \to E_2$$), и оба они меньше, чем переход 2.

Таким образом, переход с наибольшей разностью энергий — это переход с уровня $$E_3$$ на уровень $$E_1$$.

Правильный ответ: 2