Examkin

Soru

Zorluk: OrtaAtomun 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}Cevap
  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}

Cevap

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.

Adım Adım Çözüm

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.

Anahtar Kavram

Elektronlarla uyarılmada enerji korunumu ve uyarılmış atomların ışıma yaparken izlediği yollar
Bu soruyu puanla

Konular

Atomun Uyarılması ve İyonlaşma

Bu konudan daha fazla soru