Inzicht in het proces

* grondtoestand: De grondtoestand van een waterstofatoom is het laagste energieniveau, waarbij het elektron zich in het n =1 energieniveau bevindt.

* absorptie: Wanneer een foton wordt geabsorbeerd door het atoom, springt het elektron naar een hoger energieniveau.

* ionisatie: Als het foton voldoende energie heeft om het elektron volledig uit het atoom te verwijderen, treedt ionisatie op.

Het vinden van de maximale fotonergie

1. energieniveaus: De energieniveaus van een waterstofatoom worden gegeven door de formule:

`` `

E_n =-13.6 eV / n^2

`` `

waar:

* E_n is de energie van het nde niveau

* n is het belangrijkste kwantumnummer (1, 2, 3, ...)

2. Hoogste toegestane overgang: Het hoogste energiefoton dat zonder ionisatie kan worden geabsorbeerd, zal ertoe leiden dat het elektron overstaat naar de hoogst mogelijke gebonden toestand. Dit is het n =∞ -niveau, dat de ionisatielimiet vertegenwoordigt (waarbij het elektron volledig vrij is van het atoom).

3. Energieverschil: Het energieverschil tussen de grondtoestand (n =1) en de ionisatielimiet (n =∞) is:

`` `

ΔE =e_∞ - e_1 =0 - (-13.6 eV / 1^2) =13.6 eV

`` `

4. Fotonenergie: De energie van het foton moet gelijk zijn aan dit energieverschil om de overgang te veroorzaken:

`` `

E_photon =ΔE =13,6 eV

`` `

Daarom is het hoogste energiefoton dat kan worden geabsorbeerd door een waterstofatoom van de grondtoestand zonder ionisatie te veroorzaken 13,6 elektronenvolt (EV).

Belangrijke opmerking: Deze energie komt overeen met de limiet van de Lyman -serie in het emissiespectrum van het waterstofatoom.