Опыт Лаймана с нагреванием водорода

[АлександраК]

Добрый день!

 

Только начинаю повторять химию по учебнику Мануйлова, Родионова (мне 34 года). Есть вопросы. Может поможете разобраться?

 

1) В опытах Лаймана нагревали водород, в нем 1 электрон. При нагревании он "прыгает" вверх на следующий (-ие) уровни. Откуда он знает, куда (на какое расстояние) ему прыгать? глупый вопрос, но я не понимаю. В других электронах , допустим при нагревании нижний электрон прыгает туда, где были его "коллеги", то есть дорожка проторена )) а вот этот одинокий электрон водорода откуда знает, где следующий уровень?

 

2) по учебнику стр. 71:  при опытах с нагреванием водорода установили, что уф излучение возникает в рез-те переходов с уровней 5,4,3,2 на уровень 1. Серия Пашена (красный свет) - возникает при переходе с уровней 6,5,4 на 3 и т.п.

Получается, что свет (какой он - красный/ синий и т.п.) не зависит от "высоты" с которой электрон прыгал (то есть дельты уровней), а зависит только от того, куда попал (на какой уровень). Почему так получается, если речь идет об энергии? ведь с 6го этажа на 1ый лететь дольше, чем со 2го на первый...

[yatcheh]

Добрый день!

 

Только начинаю повторять химию по учебнику Мануйлова, Родионова (мне 34 года). Есть вопросы. Может поможете разобраться?

 

1) В опытах Лаймана нагревали водород, в нем 1 электрон. При нагревании он "прыгает" вверх на следующий (-ие) уровни. Откуда он знает, куда (на какое расстояние) ему прыгать? глупый вопрос, но я не понимаю. В других электронах , допустим при нагревании нижний электрон прыгает туда, где были его "коллеги", то есть дорожка проторена )) а вот этот одинокий электрон водорода откуда знает, где следующий уровень?

 

2) по учебнику стр. 71:  при опытах с нагреванием водорода установили, что уф излучение возникает в рез-те переходов с уровней 5,4,3,2 на уровень 1. Серия Пашена (красный свет) - возникает при переходе с уровней 6,5,4 на 3 и т.п.

Получается, что свет (какой он - красный/ синий и т.п.) не зависит от "высоты" с которой электрон прыгал (то есть дельты уровней), а зависит только от того, куда попал (на какой уровень). Почему так получается, если речь идет об энергии? ведь с 6го этажа на 1ый лететь дольше, чем со 2го на первый...

 

1) Вы ставите вопрос о "свободе воли электрона", в своё время дискутируванный Эйнштейном и Махом. Эта дискуссия осталась в анналах, но в результате, электрон, таки "знает", куда ему скакнуть, поскольку связан квантовыми эффектами. Как говорил Фейнман в своих лекциях - "я не могу вам сказать, почему это происходит, могу только сказать - как это происходит". 

Это как на лестнице - вы не можете зависнуть между ступеньками, даже если ступеньки возникают прямо перед вами.

 

2) А вот тут - неясность. Тут надо прояснить исходную посылку.

Изменено 13 Февраля, 2016 в 16:31 пользователем yatcheh

[ZaecЪ]

И по 1-му и по 2-му... электрон не "знает" куда прыгать, он прыгает настолько, насколько хватает ему энергии.

 

Что касается спектра излучения, то уровни энергии между 4-3 и 2-1 не одинаковы, отсюда и разница в энергиях излученных квантов.

[АлександраК]

1) Вы ставите вопрос о "свободе воли электрона", в своё время дискутируванный Эйнштейном и Махом. Эта дискуссия осталась в анналах, но в результате, электрон, таки "знает", куда ему скакнуть, поскольку связан квантовыми эффектами. Как говорил Фейнман в своих лекциях - "я не могу вам сказать, почему это происходит, могу только сказать - как это происходит". 

Это как на лестнице - вы не можете зависнуть между ступеньками, даже если ступеньки возникают прямо перед вами.

 

2) А вот тут - неясность. Тут надо прояснить исходную посылку.

Добрый день!

 

2) исходная посылка - вот отсюда http://www.hemi.nsu.ru/ucheb127a.htm - рисунок у автора поста ниже.

 

Вот текст из учебника: "Рис. 2-15. Электронные переходы в атоме водорода: серия Лаймана (самое богатое энергией ультрафиолетовое излучение) возникает в результате переходов с уровней n = 5, 4, 3, 2 в основное состояние (n = 1). Серия Бальмера (видимый свет) возникает при переходах с уровней n = 5, 4, 3 на уровень n = 2. Серия Пашена (красный свет) возникает в результате переходов с уровней n = 6, 5, 4 на уровень n = 3. Серии линий в спектре водорода названы именами открывших их ученых. Происхождение спектральных линий впервые объяснил Н. Бор."

 

... возникает в результате переходов с уровней n = 5, 4, 3, 2 в основное состояние (n = 1)...

 

я такую фразу понимаю как: из с уровня 5 на уровень 1 будет УФ излучение, и при переходе с уровня 4 на уровень 1 будет УФ излучение... Вот и получается, что не важно, с какого этажа электрон прыгает...

И по 1-му и по 2-му... электрон не "знает" куда прыгать, он прыгает настолько, насколько хватает ему энергии.

 

Что касается спектра излучения, то уровни энергии между 4-3 и 2-1 не одинаковы, отсюда и разница в энергиях излученных квантов.

 

 

А почему ему всегда заведомо хватает энергии, чтобы допрыгнуть до следующей ступеньки?

"уровни энергии между 4-3 и 2-1 не одинаковы" - это я могу понять. А почему получается, что уровни энергии между 5-1, 4-1, 3-1 тогда одинаковы???

 

(чувствую себя как моя трехлетняя дочка, которая всех донимает вопросами а почему? а почему? а почему? )

[yatcheh]

... возникает в результате переходов с уровней n = 5, 4, 3, 2 в основное состояние (n = 1)...

 

я такую фразу понимаю как: из с уровня 5 на уровень 1 будет УФ излучение, и при переходе с уровня 4 на уровень 1 будет УФ излучение... Вот и получается, что не важно, с какого этажа электрон прыгает...

 

"УФ излучение" - это указание на область спектра, где эти линии проявляются. Но энергия-то переходов будет разной, частота будет разной, положение линий разным...

[ZaecЪ]

А почему ему всегда заведомо хватает энергии, чтобы допрыгнуть до следующей ступеньки?

"уровни энергии между 4-3 и 2-1 не одинаковы" - это я могу понять. А почему получается, что уровни энергии между 5-1, 4-1, 3-1 тогда одинаковы???

 

(чувствую себя как моя трехлетняя дочка, которая всех донимает вопросами а почему? а почему? а почему? )

1. Кванты с энергией, которой не хватает на переход на новую орбиталь или слишком много, электрон НЕ ПОГЛОЩАЕТ! На том и основана прозрачность вещества и спектральное поглощение https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80_%D0%BF%D0%BE%D0%B3%D0%BB%D0%BE%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F

2. 5-1, 4-1, 3-1 НЕ ОДИНАКОВЫ! Кванты, излученные на этих переходах, попадают в УФ спектр, а спектр — это ДИАПАЗОН энергий. Так что 5-1 излучает более энергичные фотоны чем 3-1, но и тот и тот попадают в УФ.

3. Раз чувствуете, значит пора в школу!

Изменено 15 Февраля, 2016 в 10:54 пользователем ZaecЪ

[АлександраК]

"УФ излучение" - это указание на область спектра, где эти линии проявляются. Но энергия-то переходов будет разной, частота будет разной, положение линий разным...

теперь поняла, спасибо большое!

1. Кванты с энергией, которой не хватает на переход на новую орбиталь или слишком много, электрон НЕ ПОГЛОЩАЕТ! На том и основана прозрачность вещества и спектральное поглощение https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80_%D0%BF%D0%BE%D0%B3%D0%BB%D0%BE%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F

2. 5-1, 4-1, 3-1 НЕ ОДИНАКОВЫ! Кванты, излученные на этих переходах, попадают в УФ спектр, а спектр — это ДИАПАЗОН энергий. Так что 5-1 излучает более энергичные фотоны чем 3-1, но и тот и тот попадают в УФ.

3. Раз чувствуете, значит пора в школу!

 

1. Как интересно... Посмотрела... Спасибо!

2. Поняла, спасибо.

3. Ну в школу, боюсь, пойти уже не получится , а вот школьный курс химии подучить - надеюсь, да.