Examkin

Question

Difficulty: MediumAtomun Uyarılması ve İyonlaşma

Temel hâldeki (enerjisi 0 eV0\text{ eV} olan) bir XX atomunun birinci, ikinci ve üçüncü uyarılma enerji düzeyleri sırasıyla 3,2 eV3,2\text{ eV}, 5,4 eV5,4\text{ eV} ve 7,5 eV7,5\text{ eV}'dir. Bu atomlardan oluşan gaz ortamına 6,5 eV6,5\text{ eV} kinetik enerjili elektronlar gönderiliyor. Gönderilen elektronlar hedef atomlarla sadece birer kez esnek olmayan çarpışma yapmaktadır.

Buna göre, uyarılma gerçekleştiren elektronların ortamdan ayrılırken sahip olabileceği en kü��ük kinetik enerji ile uyarılmış bu atomların temel hâle dönerken salabileceği en küçük enerjili fotonun enerjisi aşağıdakilerin hangisinde sırasıyla doğru verilmiştir?

  1. 1,1 eV1,1\text{ eV} ve 2,2 eV2,2\text{ eV}Answer
  2. B
    1,1 eV1,1\text{ eV} ve 3,2 eV3,2\text{ eV}
  3. C
    3,3 eV3,3\text{ eV} ve 2,2 eV2,2\text{ eV}
  4. D
    1,1 eV1,1\text{ eV} ve 5,4 eV5,4\text{ eV}
  5. E
    3,3 eV3,3\text{ eV} ve 3,2 eV3,2\text{ eV}

Answer

Uyarılma gerçekleştiren elektronların ortamdan ayrılırken sahip olabileceği en küçük kinetik enerji 1,1 eV1,1\text{ eV}, uyarılmış atomların temel hâle dönerken salabileceği en küçük enerjili fotonun enerjisi ise 2,2 eV2,2\text{ eV}'dir.
Doğru seçenekte saçılan elektronun uyarılma sonrası sahip olabileceği en küçük kinetik enerji 1,1 eV1,1\text{ eV} ve uyarılmış atomun yapabileceği ışımalardan en küçük enerjili olanının enerjisi 2,2 eV2,2\text{ eV} olarak belirtilmiştir. Elektron atomu ikinci uyarılma düzeyine (5,4 eV5,4\text{ eV}) uyardığında geriye 1,1 eV1,1\text{ eV} kalır ve bu en küçük değerdir. İkinci uyarılma seviyesindeki atomun birinci uyarılma seviyesine (3,2 eV3,2\text{ eV}) geçişinde ise 2,2 eV2,2\text{ eV}'lik en küçük enerjili foton salınır.

Step-by-Step Solution

1
Elektronların uyarabileceği enerji seviyelerini belirlemek
Gönderilen elektronların enerjisi 6,5 eV6,5\text{ eV} olduğundan, bu elektronlar sadece enerjisinin yettiği uyarılma düzeylerini uyarabilir. 6,5 eV≥3,2 eV6,5\text{ eV} \geq 3,2\text{ eV} (birinci uyarılma seviyesi) ve 6,5 eV≥5,4 eV6,5\text{ eV} \geq 5,4\text{ eV} (ikinci uyarılma seviyesi) olduğundan her iki seviye de uyarılabilir. Ancak 6,5 eV<7,5 eV6,5\text{ eV} < 7,5\text{ eV} olduğundan üçüncü uyarılma seviyesi uyarılamaz.
Bir elektronun atomu uyarabilmesi için kinetik enerjisinin uyarılma düzeyinin enerjisine eşit veya ondan büyük olması gerekir.
2
Saçılan elektronun sahip olabileceği en küçük kinetik enerjiyi hesaplamak
Elektron birinci seviyeyi uyarırsa kalan enerjisi: 6,5−3,2=3,3 eV6,5 - 3,2 = 3,3\text{ eV} olur. İkinci seviyeyi uyarırsa kalan enerjisi: 6,5−5,4=1,1 eV6,5 - 5,4 = 1,1\text{ eV} olur. Bu durumda uyarılma gerçekleştiren elektronların ortamdan ayrılırken sahip olabileceği en küçük kinetik enerji 1,1 eV1,1\text{ eV}'dir.
Elektron esnek olmayan çarpışmada uyardığı düzeyin enerjisi kadar enerjiyi atoma aktarır ve kalan enerjiyle ortamdan uzaklaşır.
3
Uyarılmış atomun salabileceği en küçük foton enerjisini bulmak
Atom 3,2 eV3,2\text{ eV} seviyesine uyarıldığında sadece temel hâle dönerek 3,2 eV3,2\text{ eV} enerjili foton salabilir. Atom 5,4 eV5,4\text{ eV} seviyesine uyarıldığında ise temel hâle doğrudan dönerek 5,4 eV5,4\text{ eV} veya önce birinci uyarılma düzeyine (3,2 eV3,2\text{ eV}) geçiş yaparak 5,4−3,2=2,2 eV5,4 - 3,2 = 2,2\text{ eV} enerjili foton salabilir. Bu durumda salınabilecek en küçük foton enerjisi 2,2 eV2,2\text{ eV}'dir.
Uyarılmış atomlar temel hâle dönerken izinli enerji düzeyleri arasındaki fark kadar enerjiye sahip fotonlar yayınlarlar.

Key Concept

Elektronlarla uyarılmada enerji korunumu ve uyarılmış atomların ışıma yaparken izlediği yollar
Rate this question

Topics

Atomun Uyarılması ve İyonlaşma

More questions from this topic