4. В каких пределах должна находиться энергия W элeктронов, бом- бардирующих атомы водорода, чтобы спектр возбужденных атомов водорода имел только одну спектральную линию? серии?

Краткое пояснение:

Решение:

Чтобы спектр атомов водорода имел только одну спектральную линию, энергия электронов должна быть:

• достаточной для перевода атома в первое возбужденное состояние,
• но недостаточной для ионизации или перевода в более высокие возбужденные состояния.

Энергия первого возбужденного состояния атома водорода (n=2):

\[ E_2 = -\frac{13.6 \text{ эВ}}{2^2} = -3.4 \text{ эВ} \]

Энергия ионизации атома водорода:

\[ E_{\infty} = 0 \text{ эВ} \]

Энергия, необходимая для возбуждения атома из основного состояния в первое возбужденное:

\[ \Delta E = E_2 - E_1 = -3.4 \text{ эВ} - (-13.6 \text{ эВ}) = 10.2 \text{ эВ} \]

Таким образом, энергия электронов должна находиться в пределах от 10.2 эВ (чтобы вызвать возбуждение) до 13.6 эВ (энергия ионизации).

Ответ: Энергия электронов должна находиться в пределах от 10.2 эВ до 13.6 эВ.