Lembar kerja ini mencakup topik HL terpilih untuk kurikulum yang pertama kali diassesmen pada 2025; ini bukan keseluruhan silabus.
Prasyarat: baca kuantitas dan satuan yang ditentukan, serta gunakan aritmatika dan kondisi model di bawah ini.
Contoh-contoh ini orisinal dan fiksi: mereka bukan pengukuran nyata atau investigasi mahasiswa sungguhan.
20.2
Model atom dan spektrum garis
Apa yang akan menjelaskan observasi ini?
Gas terangsang menghasilkan garis berwarna terpisah alih-alih setiap panjang gelombang. Pola ini merupakan bukti untuk perbedaan tingkat energi atom yang diskrit.
Bangun modelnya
Atom memiliki inti positif kecil dan elektron.
Spek emisi dan absorpsi muncul dari transisi antara tingkat energi diskrit.
Energi foton sama dengan selisih tingkat dan mematuhi E = hf.
spektrum emisi: Pola panjang gelombang radiasi yang dipancarkan oleh sumber.
tingkat energi: Keadaan energi yang diperbolehkan dalam suatu model.
Transisi ke bawah memancarkan satu foton yang energinya sama dengan selisih tingkat: hf = E₂ − E₁
Pilih bukti yang dapat mengujinya
Foton yang dipancarkan sesuai dengan transisi ke tingkat energi yang lebih rendah.
Absorpsi memerlukan selisih energi yang kompatibel.
Hamburan Rutherford mendukung inti kecil yang padat, tetapi eksperimen itu sendiri tidak menetapkan model kuantum lengkap.
Di laboratorium: Baca diagram tingkat energi berlabel sebelum menghitung. Jauhkan joule dan elektronvolt agar terpisah dan gunakan konstanta yang diberikan. Bandingkan spektrum yang dikaitkan pada skala panjang gelombang yang sama dan hindari melihat sumber cahaya yang tidak aman.
Bekerja dari kuantitas yang diketahui
Diketahui: tingkat energi adalah −6.0 dan −2.0 eV.
Transisi ke bawah melepaskan 4.0 eV = 6.4×10⁻¹⁹ J menggunakan 1 eV = 1.6×10⁻¹⁹ J.
Dengan h = 6.4×10⁻³⁴ J s untuk latihan pembulatan ini, frekuensinya adalah 1.0×10¹⁵ Hz.
Giliran Anda: Tingkatnya adalah −7.0 dan −2.0 eV. Temukan energi yang dipancarkan dalam transisi ke bawah.
Periksa kesimpulan dan batasannya
Energi keadaan terikat negatif bersifat relatif terhadap nol yang dipilih; mereka tidak berarti foton yang dipancarkan memiliki energi negatif.
Selisih energi ke bawah yang lebih besar menghasilkan frekuensi yang lebih tinggi.
Tidak benar: Energi keadaan terikat negatif berarti foton yang dipancarkan memiliki energi negatif. Energi tingkat diukur relatif terhadap nol yang dipilih (elektron bebas yang diam), sehingga keadaan terikat bernilai negatif. Energi foton adalah SELISIH POSITIF antara tingkat - selisih dari bilangan negatif adalah positif.
Kunci:
Atom memiliki inti positif kecil dan elektron.
Foton yang dipancarkan sesuai dengan transisi ke tingkat energi yang lebih rendah.
Perhatikan: energi keadaan terikat negatif bersifat relatif terhadap nol yang dipilih; mereka tidak berarti foton yang dipancarkan memiliki energi negatif.
Tuliskan dari energi foton 8 elektronvolt
Tingkatnya adalah minus 12.0 dan minus 4.0 elektronvolt.
Temukan energi foton dari transisi ke bawah. Tingkat negatif tidak membuat energi foton menjadi negatif.
Tuliskan dari energi ionisasi terbaca
Tingkat energi berada pada −5.0 eV.
Ionisasi membutuhkan +5.0 eV = 8.0 × 10⁻¹⁹ J — energi ikat keadaan dasar dibaca terbalik.
Tuliskan dari jumlah tiga tingkat
Tingkat pada −5, −3 dan −1 eV.
Transisi 2, 4 dan 2 eV — tiga transisi tetapi hanya DUA energi foton berbeda: hitung transisi, lalu hitung garis yang berbeda.
Jelajahi
A photon carries the energy gap
Negative bound levels give positive photon energies; equal gaps share a spectral line.
