15 svar
2879 visningar
JohanJ är nöjd med hjälpen
JohanJ 92 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 11:16 Redigerad: 3 dec 2017 11:18

Energinivåer för en atom

Hej!

Har fått en uppgift som lyder som följande:

"I diagrammet kan du se tre av energinivåerna för en atom. Beräkna tre olika våglängder som atomen av den här typen skulle absorbera om man lyste på den med en ficklampa."

I diagrammet kan jag avläsa -0,85 eV, -1,5 eV, -3,4 eV.

Tyvärr har jag ingen aning om vilken formel eller ens kapitel som skall användas.

Jag har läst igenom alla kapitel några gånger och det närmsta jag kan hitta är kapitlet om "temperaturstrålning" då de pratar om emissionstal och liknande. 

Där finns tre st formler: Plancks strålningslag, Stefan-Boltzmanns lag samt weins förskjutningslag. Problemet här är ju dock att jag inte har någon temperatur att använda och de värdena jag har kontra de som finns i formeln så känns det långt ifrån rätt.

 

Som ni märker så är jag ganska mycket ute och cyklar så lite vägledning hade uppskattats enormt!

Tack!

joculator 5289 – F.d. Moderator
Postad: 3 dec 2017 11:54

Jag tror du har nytta av att fotonens energimängd E=h·f   där h=Plancks konstant

Vilka energier kan din atom absorbera? (hint: skillnaden mellan 2 energinivåer)

JohanJ 92 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 12:15 Redigerad: 3 dec 2017 12:15
joculator skrev :

Jag tror du har nytta av att fotonens energimängd E=h·f   där h=Plancks konstant

Vilka energier kan din atom absorbera? (hint: skillnaden mellan 2 energinivåer)

Nu är jag aningen osäker men kör ändå.

Frekvens 1= 1/-0,85= -1,17

Energimängd 1: 6,626*10^-34*-1,17=-7,75*10^-34

Frekvens 2:1/-1,5= -0,66

Energimängd 2: 6,626*10^-34*-0,66=-4,13*10^-34

Skillnaden: (-7,75*10^-34)-(-4,13*10^-34)=-3,62*10^-34

Sedan får man göra samma uträckningar för skillnaden mellan -1,5eV och -3,4eV.

Men spontant så känns det fel att ha fått fram ett sådant negativt litet tal.

Varje frekvens motsvarar övergången från en energinivå till en annan.

Vilka våglängder är rimliga, med tanke på att man skrev ficklampa?

Guggle 1364
Postad: 3 dec 2017 14:12

Tänk på att 1eV=1.6022·10-19J 1\mathrm{eV} = 1.6022\cdot10^{-19}\mathrm{J}

dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 14:41 Redigerad: 3 dec 2017 14:50

Hej JohanJ!

Jag kan försöka hjälpa, men jag är också elev så jag garanterar ingenting!

Ficklampa vitljus är komponerat av alla möjliga våglängder. Energin ges av formeln E=h*f E = h * f som joculator skriver. Det är så att väteatomen kan "äta upp" bara några energipaketer som ges av speciala våglängder. Dessa energipaket korresponderar exakt till övergånger mellan två nivåer. Om vi tar till exempel 3.4eV-1.5eV 3.4 eV - 1.5 eV får vi 1.9 eV.

Protonen kan käka upp 1.9 eV, allt annat energipaket ska hon ignorera.

Vilket våglängd ska det motsvara?

Vi kan fortsätta med detta samband: E=h f=h*cλ=hcλ λ =hcE, som ger 653 nanometer. (jag skrev i elektronvolt istället för 1.9 * universal laddning som Guggle skriver, men såklart är Guggle mer rätt).

Det verkar röddaktigt för denna våglängd..

Jag hoppas det är rätt!

Edit: jag har försökt redigera svenskan.

JohanJ 92 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 14:51
Smaragdalena skrev :

Varje frekvens motsvarar övergången från en energinivå till en annan.

Vilka våglängder är rimliga, med tanke på att man skrev ficklampa?

Osäker hur man räknar ut den övergången. De formlerna som jag har för frekvens är f=c/λ alt. f=1/λ men då använder jag samtidigt inte övergången från energinivåerna som du nämner.

Våglängderna borde vara de som är för synligt ljus, dvs 380-740nm

dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 14:55 Redigerad: 3 dec 2017 14:55

Såhär, övergång är de blå pilarna.

JohanJ 92 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 15:09
dajamanté skrev :

Hej JohanJ!

Jag kan försöka hjälpa, men jag är också elev så jag garanterar ingenting!

Ficklampa vitljus är komponerat av alla möjliga våglängder. Energin ges av formeln E=h*f E = h * f som joculator skriver. Det är så att väteatomen kan "äta upp" bara några energipaketer som ges av speciala våglängder. Dessa energipaket korresponderar exakt till övergånger mellan två nivåer. Om vi tar till exempel 3.4eV-1.5eV 3.4 eV - 1.5 eV får vi 1.9 eV.

Protonen kan käka upp 1.9 eV, allt annat energipaket ska hon ignorera.

Vilket våglängd ska det motsvara?

Vi kan fortsätta med detta samband: E=h f=h*cλ=hcλ λ =hcE, som ger 653 nanometer. (jag skrev i elektronvolt istället för 1.9 * universal laddning som Guggle skriver, men såklart är Guggle mer rätt).

Det verkar röddaktigt för denna våglängd..

Jag hoppas det är rätt!

Edit: jag har försökt redigera svenskan.

Hej! Tack så mycket för ditt fina svar och att du tar dig tid!

Jag testade att räkna det du skrev för att se om jag har förstått dig rätt men jag får ett lite för litet svar ändå.

Jag räknar såhär:

λ=(h*c)/E ---> (6,626*10^-34*2,997925*10^-23)/(1,9*1,6022*10^-19) = 6,53*10^-38(blev inga nm här inte)

 

Sen för att räkna ut den andra våglängden räknar man 1,5-0,85=0,65eV och på samma sätt som ovan om jag har förstått dig rätt?

dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 15:17 Redigerad: 3 dec 2017 15:18

Ingen fara, det är bara roligt!

Jag tror att det är ljus hasighet som är fel: 2,997925*10^-23, det är 3*10^8 (eller 2,99*10^8)

Sen för att räkna ut den andra våglängden räknar man 1,5-0,85=0,65eV och på samma sätt som ovan om jag har förstått dig rätt?

Jag tror det, om jag förstådd uppgiften rätt.

JohanJ 92 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 15:30
dajamanté skrev :

Ingen fara, det är bara roligt!

Jag tror att det är ljus hasighet som är fel: 2,997925*10^-23, det är 3*10^8 (eller 2,99*10^8)

Sen för att räkna ut den andra våglängden räknar man 1,5-0,85=0,65eV och på samma sätt som ovan om jag har förstått dig rätt?

Jag tror det, om jag förstådd uppgiften rätt.

Ja det har du helt rätt i! Vet inte vart jag fick "10^-23" ifrån.

Då bör således andra våglängden bli:

(6,626*10^-34*2,997925*10^8)/(0,65*1,6022*10^-19) = 1,90*10^-6 m

Vad det de våglängderna som atomen kunde absorbera? Eller ska man räkna från 0 till -0,85eV också?

dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 15:42 Redigerad: 3 dec 2017 16:07

Jag har för mig att man räknar mellan energi nivåer... Jag menar:

-1,5-(-3.4)eV=1.9eV -1,5 - (-3.4) eV= 1.9 eV

-0.85-(-1.5)eV=0.65eV - 0.85 - (-1.5) eV= 0.65 eV . Får också fram samma resultat, men det är nog inte synlig ljus längre? Vad säger proffsen?

-0.85-(-3.4)eV=2.55eV - 0.85- (-3.4) eV=2.55 eV

Noll är ju jonisering nivå... Det borde nog räkna också om en nivå?

Edit: jag läste om trådet. Smaragdalena kriver "Vilka våglängder är rimliga, med tanke på att man skrev ficklampa?", så det måste bara vara nivåer som ger synlig ljus. Så vi måste nog testa alla alternativ som ger större resultat än 350 nm och mindre än 740 nm. Vad tror du?

JohanJ 92 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 16:18
dajamanté skrev :

Jag har för mig att man räknar mellan energi nivåer... Jag menar:

-1,5-(-3.4)eV=1.9eV -1,5 - (-3.4) eV= 1.9 eV

-0.85-(-1.5)eV=0.65eV - 0.85 - (-1.5) eV= 0.65 eV . Får också fram samma resultat, men det är nog inte synlig ljus längre? Vad säger proffsen?

-0.85-(-3.4)eV=2.55eV - 0.85- (-3.4) eV=2.55 eV

Noll är ju jonisering nivå... Det borde nog räkna också om en nivå?

Edit: jag läste om trådet. Smaragdalena kriver "Vilka våglängder är rimliga, med tanke på att man skrev ficklampa?", så det måste bara vara nivåer som ger synlig ljus. Så vi måste nog testa alla alternativ som ger större resultat än 350 nm och mindre än 740 nm. Vad tror du?

Ok!

Då blir det följande resultat: 

1,9= 6,5^10-7

0,65= 1,90^10-6

2,55= 4,8*10^-7

Och om man kan räkna från 0:

0,85= 1,45*10^-6

1,5= 8,23*10^-7

3,4= 6,63*10^-7

 

Om våglängden skall vara mellan 380-740nm så borde våglängderna som kan absorberas vara:

6,5^10-7

4,8*10^-7

6,63*10^-7

dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 16:44

Jag skulle ha räknat likadant! Hoppas det blir rätt.

Det ger oss färger:

Mörkrött, carmin rött och en slags royal blå...

JohanJ 92 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 17:57
dajamanté skrev :

Jag skulle ha räknat likadant! Hoppas det blir rätt.

Det ger oss färger:

Mörkrött, carmin rött och en slags royal blå...

Yes vi får hålla tummarna!

Tack för din hjälp, vardagshjälte!

dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 3 dec 2017 18:03
JohanJ skrev :
dajamanté skrev :

Jag skulle ha räknat likadant! Hoppas det blir rätt.

Det ger oss färger:

Mörkrött, carmin rött och en slags royal blå...

Yes vi får hålla tummarna!

Tack för din hjälp, vardagshjälte!

Glad om jag kunde hjälpa! (om nu är det nu rätt!)

Svara Avbryt
Close