Бомбардировка атомов водорода электронами

[KillJoy]

Подскажите, как решать следующую задачу.
Электроны, прошедшие ускоряющую разность потенциалов U, бомбардируют атомы водорода в первом возбужденном состоянии. При этом в спектре люминесценции наблюдается 6 линий. Найти U

[mihiv]

Нужно учесть два момента:1.Электрон с данного возбужденного уровня может перейти на любой из нижележащих уровней.2.Спектральная линия соответствует переходу электрона между двумя определенными энергетическими уровнями.

[KillJoy]

Я что-то не понимаю. Если атом находится в первом возбужденном состоянии, то электрон находится на 2 (n=2) уровне?

[mihiv]

KillJoy в сообщении #661547 писал(а):

Если атом находится в первом возбужденном состоянии, то электрон находится на 2 (n=2) уровне?

Да, но под действием электронной бомбардировки атомные электроны могут переходить с уровня с $n=2$ на более высокие уровни. Насколько высоко они могут перейти, зависит от энергии бомбардирующих электронов.

[KillJoy]

То есть при бомбардировке электроны переходят на более высокие уровни, а потом, спускаясь на более низкие(они могут спуститься на любой или только на второй?), излучают(таким образом, видны шесть линий). Верно?

[mihiv]

Переходят на любой более низкий уровень, в остальном все верно.

[KillJoy]

Значит, возможны переходы:
со 2 на 3, 4, 5, 6, 7, 8
При "спускании" с этих уровней будет 6 линий. Верно? Максимальная энергия - при переходе со 2 на 8
Тогда $\frac{1}{\lambda}=R(\frac{1}{k^2}-\frac{1}{n^2})$, где $k= 2, n=8$ находим длину волны. Далее по формуле $eU_{max}=\frac{hc}{\lambda}$ находим ответ?
Верно или я где-то ошибаюсь?

[mihiv]

Переходы возможны на любые более низкие уровни. Какие переходы возможны, например, с 3-его уровня?

[KillJoy]

Ну если на более низкие, то на 2 и на 1

[Ilia_]

То есть, если максимальный достижимый уровень 3, то видны 3 линии: $3\to 1$, $3\to 2$ и $2\to 1$. Какой уровень должен быть максимально достижимым, чтобы светили только шесть линий?

[KillJoy]

Четыре?
С 4 на 3
С 4 на 2
С 4 на 1
С 3 на 2
С 3 на 1
Со 2 на 1
Верно?
По заданию электрон переходит со 2 на 4 уровень, значит $k=2, n =4$?

[ewert]

(Оффтоп)

KillJoy в сообщении #661483 писал(а):

бомбардируют атомы водорода в первом возбужденном состоянии. При этом в спектре люминесценции наблюдается 6 линий.

А мне вот любопытно: как можно бомбардировать массив атомов, находящихся в первом возбуждённом состоянии и ни в каком ином?... Раз уж речь о "спектре люминисценции".

[KillJoy]

Ну такая вот задача.
Ответьте, пожалуйста, на мой предыдущий пост.

[Ilia_]

KillJoy в сообщении #661595 писал(а):

По заданию электрон переходит со 2 на 4 уровень, значит $k=2, n =4$?

Верно.

ewert в сообщении #661607 писал(а):

как можно бомбардировать массив атомов, находящихся в первом возбуждённом состоянии и ни в каком ином?

Вероятно, имелось ввиду, что среди атомов водорода есть значимое количество находящихся в первом возбуждённом, хотя основная масса, конечно, сидит в основном состоянии. Но чтобы возбудить основное состояние, надо затратить энергии в 3 раза больше, чем на ионизацию первого возбуждённого. Поэтому их можно не учитывать: вклада в люминесценцию на таких энергиях фотонов они не дадут.

[Munin]

ewert в сообщении #661607 писал(а):

А мне вот любопытно: как можно бомбардировать массив атомов, находящихся в первом возбуждённом состоянии и ни в каком ином?... Раз уж речь о "спектре люминисценции".

Достаточно часть атомов возбудить до первого возбуждённого состояния, и игнорировать остальные. Уж они-то точно не поднимутся на более высокие уровни, и не добавят новых спектральных линий. А если они поднимутся на те же уровни, что и исходно возбуждённые атомы, то изменят только заселённость этих уровней, а наличие самих линий - нет.