Comprensione del processo

* Stato fondamentale: Lo stato fondamentale di un atomo di idrogeno è il suo livello di energia più basso, in cui l'elettrone si trova nel livello di energia n =1.

* Assorbimento: Quando un fotone viene assorbito dall'atomo, l'elettrone salta a un livello di energia più elevato.

* ionizzazione: Se il fotone ha abbastanza energia per rimuovere completamente l'elettrone dall'atomo, si verifica la ionizzazione.

Trovare la massima energia del fotone

1. Livelli di energia: I livelli di energia di un atomo di idrogeno sono dati dalla formula:

`` `

E_n =-13.6 ev / n^2

`` `

Dove:

* E_n è l'energia dell'ennesimo livello

* n è il numero quantico principale (1, 2, 3, ...)

2. Transizione più consentita: Il fotone di energia più elevata che può essere assorbito senza ionizzazione farà passare l'elettrone allo stato legato più alto possibile. Questo è il livello N =∞, che rappresenta il limite di ionizzazione (dove l'elettrone è completamente libero dall'atomo).

3. Differenza energetica: La differenza di energia tra lo stato fondamentale (n =1) e il limite di ionizzazione (n =∞) è:

`` `

ΔE =e_∞ - e_1 =0 - (-13.6 ev / 1^2) =13,6 eV

`` `

4. Energia dei fotoni: L'energia del fotone deve essere uguale a questa differenza di energia per causare la transizione:

`` `

E_photon =ΔE =13,6 eV

`` `

Pertanto, il fotone di energia più alta che può essere assorbito da un atomo di idrogeno allo stato terra senza causare la ionizzazione è 13,6 volt di elettroni (ev).

Nota importante: Questa energia corrisponde al limite della serie Lyman nello spettro di emissione dell'atomo di idrogeno.