(Originais Teachy 2023) - Frage Mittel von Physik

Ein Elektron im Wasserstoffatom, das sich zunächst im Grundzustand befindet, absorbiert ein Photon und wird auf eine äußere Umlaufbahn angehoben. Betrachten Sie das atomare Modell von Bohr, das das Wasserstoffatom durch quantisierte Umlaufbahnen und die mit diesen Umlaufbahnen verbundene Energie beschreibt. Die Rydberg-Konstante, die in der Formel zur Berechnung des Energiespektrums von Wasserstoff erscheint, ist gegeben durch R = 1,097 x 10^7 m^-1. Die Geschwindigkeit eines Elektrons in der Umlaufbahn n kann näherungsweise durch die Formel v = (Z*e^2)/(n*h*4*π*ε_0) approximiert werden, wobei Z die Ladung des Kärners, e die Ladung des Elektrons, h die Planck-Konstante und ε_0 die Permittivität des Vakuums ist. Berücksichtigen Sie, dass die Energie des Photons E = h*f ist, wobei f die Frequenz des Photons und h die Planck-Konstante ist. Basierend auf diesen Informationen berechnen Sie: (1) Die Frequenz des Photons, das erforderlich ist, um das Elektron vom Energieniveau n = 1 auf n = 2 anzuheben. (2) Den Radius des Wasserstoffatoms in der Umlaufbahn n = 2 nach der Absorption des Photons. Verwenden Sie die Werte der physikalischen Konstanten: h = 6,626 x 10^-34 J*s, e = 1,602 x 10^-19 C, ε_0 = 8,854 x 10^-12 C^2/(N*m^2), e^2/4*π*ε_0 = 2,308 x 10^-28 m, und die Elektronenmasse m = 9,109 x 10^-31 kg sowie die Gravitationskonstante G = 6,674 x 10^-11 N(m/kg)^2.