Найти энергию атома водорода на третьем энергетическом уровне

Определение предмета и раздела:

Первая часть задания предполагает расчёт энергии атома водорода на определённом энергетическом уровне, что указывает на предмет "Физика" и его раздел квантовая механика или атомная физика.

Решение:

Итак, нас просят найти энергию атома водорода на третьем энергетическом уровне. Задача основывается на формуле для расчёта энергии электрона на различных уровнях при модели атома Бора.

Формула энергии электрона на \(n\)-ом энергетическом уровне атома водорода выглядит так:

\[ E_n = - \frac{E_\mathrm{ion}}{n^2} \]

Где:

• \( E_n \) — энергия электрона на n-ом уровне,
• \( E_\mathrm{ion} = 13.55 \, \text{эВ} \) — энергия ионизации атома водорода (энергия, необходимая для удаления электрона с первого уровня \(n = 1\)),
• \(n\) — номер энергетического уровня.

Подставляем данные:

Нам нужно найти энергию на третьем уровне, то есть для \(n = 3\):

\[ E_3 = - \frac{13.55}{3^2} \]

\[ E_3 = - \frac{13.55}{9} \]

\[ E_3 \approx - 1.5055 \, \text{эВ} \]

Округляем до сотых:

\[ E_3 \approx - 1.51 \, \text{эВ} \]

Ответ:

Энергия атома водорода на третьем энергетическом уровне составляет -1.51 эВ.