13 svar
83 visningar
behoverhjalpnu 83
Postad: 20 maj 21:40

Rörelseenergi

En väteatom som befinner sig i tillståndet med huvudkvanttalet n=2 joniseras av en infallande elektron. Hur stor rörelseenergi måste elektronen ha? 

 

Behöver hjälp med ovanstående fråga... 

 

Jag tänker: E = -13,6 eV/ n^2 men vet inte om jag använt rätt formel 

 

Tacksam för hjälp

-13,6 eV är väl energin för en elektron i grundtillståndet i en väteatom, d v s man behöver tillföra 13,6 eV för att jonisera en väteatom.

Vilken energi har en elektron när huvudkvanttalet är 2? Vilken formel skall du använda för att beräkna detta?

Pieter Kuiper 1210
Postad: 20 maj 22:09 Redigerad: 20 maj 22:12

Det är en konstig fråga på flera sätt.

För det första finns väte med n=2 egentligen endast i rymden. Tillståndet är metastabilt med en livstid på någon sekund, men det är i vakuum utan väggar.

Sedan: vad händer om elektronen har kinetisk energi på 13,6/4 eV? 


behoverhjalpnu 83
Postad: 20 maj 22:09

hf=Eu+ Ek

behoverhjalpnu 83
Postad: 20 maj 22:10

Oj, jag är osäker på den frågan 

Pieter Kuiper 1210
Postad: 20 maj 22:14
behoverhjalpnu skrev:

Oj, jag är osäker på den frågan 

Jag med. Väte har en elektronaffinitet. Det kan uppstå en H- jon, tänker jag.

behoverhjalpnu 83
Postad: 20 maj 22:15

Måste jag ha med jonen i beräkningen då? 

Pieter Kuiper 1210
Postad: 20 maj 22:24 Redigerad: 21 maj 00:01
behoverhjalpnu skrev:

Måste jag ha med jonen i beräkningen då? 

Egentligen.

Men här är den officiella lösningen från Stockholms universitet.
Men även om man inte tar med någon interaktionsenergi har båda elektroner då noll kinetisk energi...

behoverhjalpnu 83
Postad: 20 maj 22:26

Ja, jag såg också den lösningen och tycker den är lite fel. Behövs inte viloenergin för att lösa frågan? 

behoverhjalpnu 83
Postad: 20 maj 22:30

Eller nu tänkte jag lite fel kanske, aja jag får klura på den lite till. Tack i alla fall för hjälpen! :) 

Menar du energin för grundtillståndet när du skriver viloenergin? I så fall: Nej. Atomen är ju inte i sitt grundtillstånd.

Pieter Kuiper 1210
Postad: 20 maj 22:34 Redigerad: 20 maj 22:43
behoverhjalpnu skrev:

Ja, jag såg också den lösningen och tycker den är lite fel.  

Mycket bra!

Jag försöker hitta något om experiment eller beräkningar. Sådant kallas "low-energy electron scattering" men det går verkligen inte med 2s. Experimentet har nog gjorts på väte i grundtillståndet. Det finns förmodligen också beräkningar för 2s-tillståndet. 

Jag återkommer :)

behoverhjalpnu 83
Postad: 20 maj 22:43

Okej, tack så mycket! Jättesnällt verkligen! :) 

Pieter Kuiper 1210
Postad: 21 maj 09:59 Redigerad: 21 maj 10:38

Jag har nu tittat på det. Vad som exakt händer när man använder elektroner är mycket mer komplicerat än med ljus, men för energierna är det inget problem: tröskeln för jonisering är bara den energin som behövs. I det här fallet då 13,6/4 eV.

Sannolikheten är dock svårt att räkna ut, är inte heller så lätt att mäta. Vid tröskeln går den sannolikheten ner mot noll (helt olikt fotoner). Här en artikel från 1996 med beräkningar av Bartschat och Bray, Electron impact ionization of atomic hydrogen from the 1S and 2S states. De lyckas hyfsat bra för energier mer än 2 eV över tröskeln, men vid lägre energier blir allt ännu mer komplicerat pga interaktionerna mellan dessa tre partiklar: protonen och två elektroner med mycket låga hastigheter.

Svara Avbryt
Close