Zadanie 9.3 — Fizyka atomowa · Matura 2024, poziom Rozszerzony

Gdy elektron w atomie przechodzi ze stanu energetycznego o numerze $n$ i energii $E_n$ do stanu energetycznego o numerze $k$ i energii $E_k$, gdzie $E_n>E_k$, to emituje foton. Takie przejście elektronu między stanami energetycznymi w atomie oznaczymy jako $n\to k$.

Atom wodoru emituje światło widzialne tylko podczas przejść typu $n\to 2$, gdzie $n\in \{3,4,5,6\}$.
Długości fal światła widzialnego w próżni mieszczą się w zakresie od około 400 nm (fiolet) do około 800 nm (czerwień).

Na diagramie 1. przedstawiono pierwsze cztery poziomy energetyczne w atomie wodoru.
Na osi energii zachowano skalę między długościami odcinków, których końce odpowiadają energiom:

$E_1$, $E_2$, $E_3$, $E_4$.

Obok osi energii przedstawiono możliwe przejścia $a\to b$ elektronu z poziomu energetycznego o numerze $a\in \{2,3,4\}$ na poziom o numerze $b\in \{1,2,3\}$ (gdzie $a>b$).