Найти энергию, необходимую для удаления обоих электронов из этого атома

Предмет: Физика
Раздел: Атомная физика

Энергия, необходимая для удаления обоих электронов из атома, называется энергией ионизации второго электрона.

Дано:
Энергия связи первого электрона (энергия ионизации первого электрона):
E_0 = 24.6 эВ

Нам нужно найти полную энергию ионизации атома гелия, то есть сумму энергий, необходимых для удаления обоих электронов.

Когда первый электрон удаляется, остается ион He^+, который имеет только один электрон. Этот ион аналогичен атому водорода, но с зарядом ядра +2e. Энергия ионизации такого иона вычисляется по формуле:

 E_n = \frac{Z^2 E_H}{n^2} 

где:

• Z = 2 (заряд ядра гелия),
• E_H = 13.6 эВ (энергия ионизации водорода),
• n = 1 (основное состояние).

Подставляем значения:

 E_1 = \frac{2^2 \cdot 13.6}{1^2} = 4 \cdot 13.6 = 54.4 \text{ эВ} 

Таким образом, энергия, необходимая для удаления обоих электронов:

 E_{\text{общ}} = E_0 + E_1 = 24.6 + 54.4 = 79 \text{ эВ} 

Ответ: Энергия, необходимая для удаления обоих электронов из атома гелия, составляет 79 эВ.