แบบจำลองอะตอมและสเปกตรัมเส้น
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| energy level/ˈenədʒi ˈlevl/ | ระดับพลังงาน |
| emission spectrum/ɪˈmɪʃn ˈspektrəm/ | สเปกตรัมการแผ่รังสี |
อะไรจะอธิบายการสังเกตนี้ได้?
- ก๊าซที่ถูกกระตุ้นจะสร้างเส้นสีแยกต่างหากแทนที่จะเป็นทุกความยาวคลื่น ลวดลายนี้เป็นหลักฐานของความแตกต่างของระดับพลังงานอะตอมที่เป็นจำนวนเฉพาะ (discrete)
- เริ่มต้นด้วยการทำนาย ระบุปริมาณหรือลักษณะที่คุณจะเปรียบเทียบ แล้วตัดสินใจว่าหลักฐานอะไรที่จะแยกแยะคำอธิบายสองแบบได้
สร้างโมเดล
- อะตอมมีนิวเคลียสบวกขนาดเล็กและอิเล็กตรอน สเปกตรัมการแผ่รังสีและการดูดกลืนเกิดจากการเปลี่ยนสถานะระหว่าง ระดับพลังงาน ที่กำหนดไว้ พลังงานของโฟตอนเท่ากับผลต่างระดับพลังงานและเป็นไปตามสมการ E = hf
- สเปกตรัมการแผ่รังสี (emission spectrum): รูปแบบความยาวคลื่นของการแผ่รังสีที่แหล่งกำเนิดปล่อยออก; ระดับพลังงาน (energy level): สถานะพลังงานที่เป็นไปได้ในแบบจำลอง
อะไรทำให้เกิดโฟตอนที่มีความถี่สูงขึ้น?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
พลังงานโฟตอนที่ถูกปล่อยออกเท่ากับผลต่างระหว่างระดับพลังงาน และ E = hf เชื่อมโยงความถี่เข้ากับผลต่างนั้น การกระโดดลงสู่ระดับต่ำกว่ามากจะปล่อยโฟตอนที่มีความถี่สูงขึ้น การเปลี่ยนระดับขึ้นต้องการการดูดกลืน และ h เป็นค่าคงที่สากล
จับคู่แต่ละคำศัพท์เทคนิคกับความหมายที่แม่นยำ
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ใช้นิยามเพื่อแยกแยะปริมาณและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง
เลือกหลักฐานมาทดสอบสมมติฐาน
- โฟตอนที่ถูกปล่อยออกสอดคล้องกับการเปลี่ยนไปยังระดับพลังงานที่ต่ำกว่า การดูดกลืนต้องการผลต่างพลังงานที่เหมาะสม การกระเจิงของเรดเดอร์ฟอร์ดสนับสนุนนิวเคลียสขนาดเล็กหนาแน่น แต่การทดลองเพียงอย่างเดียวไม่ได้สร้างโมเดลควอนตัมที่สมบูรณ์
- อ่านแผนภูมิระดับพลังงานที่มีฉลากก่อนทำการคำนวณ รักษามาตรฐานจูลและอิเล็กตรอนโวลต์ให้แยกจากกันและใช้ค่าคงตัวที่กำหนด เปรียบเทียบสเปกตรัมที่ระบุไว้บนสเกลความยาวคลื่นเดียวกันและหลีกเลี่ยงการมองแหล่งกำเนิดแสงที่ไม่ปลอดภัย
นิสัยสองอย่างใดทำให้การตรวจสอบหรือแบบจำลองในกรณีนี้รองรับได้มากขึ้น?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การระบุเงื่อนไขและสมมติฐานช่วยให้ผู้อื่นทำงานซ้ำได้โดยถูกต้อง และการบันทึกหลักฐานรองรับช่วยให้พวกเขาตรวจสอบข้อสรุปได้ การซ่อนผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกันจะกำจัดหลักฐานที่อาจทลายข้อสรุปที่ผิดพลาด และข้อมูลจากตัววัดเพียงหนึ่งค่าไม่สามารถใช้ยืนยันข้ออ้างที่กว้างขวางได้
ทำงานจากปริมาณที่ทราบค่า
- ระบุค่าที่ทราบและหน่วยของมัน เลือกความสัมพันธ์โดยพิจารณาว่าข้อสมมติฐานสอดคล้องกับเคสนี้ แล้วจัดรูปสมการก่อนแทนค่า
- ข้อมูล已知: ระดับพลังงานคือ −6.0 และ −2.0 eV การเปลี่ยนสถานะลง release 4.0 eV = 6.4×10⁻¹⁹ J โดยใช้ 1 eV = 1.6×10⁻¹⁹ J ด้วย h = 6.4×10⁻³⁴ J s สำหรับโจทย์ข้อนี้ ความถี่คือ 1.0×10¹⁵ Hz
ระดับพลังงานคือ −7.0 และ −2.0 eV จงหาพลังงานที่ปล่อยออกในการเปลี่ยนสถานะลง ใช้ลำดับขั้นตอนเดียวกัน: ข้อมูล已知 → โมเดล → ความสัมพันธ์ → การแทนค่า → หน่วยและความหมาย
ระดับพลังงานอยู่ที่ −7.0 และ −2.0 eV. หาพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาในการเปลี่ยนระดับลง.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ผลลัพธ์คือ 5 อิเล็กตรอนโวลต์.已知: ระดับพลังงาน -7.0 และ -2.0 อิเล็กตรอนโวลต์; การเปลี่ยนระดับลง พลังงานโฟตอน = ผลต่างระดับ = (-2.0) - (-7.0) = 5.0 อิเล็กตรอนโวลต์. พลังงานมีค่านegative เทียบกับศูนย์ไอออไนเซชัน แต่โฟตอนที่ถูกปล่อยออกมาจะมีค่าผลต่างที่เป็นบวก
ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต
- พลังงานสถานะถูกยึดติดลบเป็นค่าสัมพัทธ์เทียบกับจุดศูนย์ที่เลือกไว้ ไม่หมายความว่าปล่อยโฟตอนที่มีพลังงานลบ ผลต่างพลังงานที่ลดลงมากขึ้นจะให้ความถี่สูงขึ้น
- กลับไปที่การสังเกตเดิม อธิบายว่าผลลัพธ์นี้สนับสนุนสิ่งใด มีเงื่อนไขใดบ้าง และเป็นอย่างไรในการทดสอบคำอธิบายอื่นที่ขัดแย้งกัน
พลังงานสถานะผูกพันที่เป็นลบหมายความว่าโฟตอนที่ถูกปล่อยออกมาจะมีพลังงานเชิงลบ claim นี้เป็นเท็จ: พลังงานระดับถูกวัดเทียบกับศูนย์ที่เลือกไว้ (อิเล็กตรอนอิสระที่นิ่ง) ดังนั้นสถานะผูกพันจึงเป็นลบ พลังงานโฟตอนคือผลต่างที่เป็นบวกระหว่างระดับ - ผลต่างของเลขติดลบจะเป็นบวก
โมเดลอะตอมและสเปกตรัมเส้น: โฟตอนที่ถูกปล่อยออกสอดคล้องกับการเปลี่ยนไปยังระดับพลังงานที่ต่ำกว่า การดูดกลืนต้องการผลต่างพลังงานที่เหมาะสม การกระเจิงของเรดเดอร์ฟอร์ดสนับสนุนนิวเคลียสขนาดเล็กหนาแน่น แต่การทดลองเพียงอย่างเดียวไม่ได้สร้างโมเดลควอนตัมที่สมบูรณ์
พลังงานสถานะผูกติดที่เป็นลบหมายถึงโฟตอนที่ถูกปล่อยออกมาจะมีพลังงานเป็นลบ
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
พลังงานระดับถูกวัดเทียบกับศูนย์ที่เลือกไว้ (อิเล็กตรอนอิสระที่หยุดนิ่ง) ดังนั้นสถานะถูกจำกัดจึงเป็นค่าลบ พลังงานโฟตอนคือผลต่างที่เป็นบวกระหว่างระดับ - ผลต่างของเลข negative เป็นบวก
รูปแบบความยาวคลื่นของรังสีที่แหล่งกำเนิดปล่อยออก: เขียนคำศัพท์เทคนิค
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
spectrum การแผ่รังสี (emission spectrum) หมายถึง รูปแบบความยาวคลื่นของรังสีที่แหล่งกำเนิดปล่อยออกมา