Examkin

Tüm alıştırma soruları

1 soru

Tüm türler8,734Çoktan seçmeli4,865Çoklu seçim1Doğru / Yanlış289Sayısal852Eşleştirme1,797Sıralama842Boşluk doldurma63Kısa cevap25
Soru 1Soru →

Bir XX atomuna ait bazı enerji seviyeleri aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Enerji DüzeyiEnerji Değeri (eV\text{eV})
n=1n = 1 (Temel Hâl)00
n=2n = 23,23,2
n=3n = 35,45,4
n=4n = 46,76,7
İyonlaşma Sınırı8,08,0

Bu atomların bulunduğu gaz ortamına 7,2 eV7,2\text{ eV} kinetik enerjili elektronlar gönderilmektedir. Elektronların atomlarla birden fazla çarpışma yapabildiği bilindiğine göre, sistemde gerçekleşebilecek olaylarla ilgili aşağıdakilerden hangileri doğrudur?

Geçerli olan tümünü seçin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Ortamdan ayrılan bazı elektronların kinetik enerjisi 0,8 eV0,8\text{ eV} olabilir.; Uyarılmış atomların temel hâle dönerken yayabileceği fotonlardan birinin enerjisi 2,2 eV2,2\text{ eV} olabilir.

Cevap

Ortamdan ayrılan bazı elektronların kinetik enerjisinin 0,8 eV0,8\text{ eV} olabilmesi ve uyarılmış atomların temel hâle dönerken 2,2 eV2,2\text{ eV} enerjili foton yayınlayabilmesi ifadeleri doğrudur.
Ortamdan ayrılan elektronların iki ardışık esnek olmayan çarpışma sonucunda 0,8 eV0,8\text{ eV} kinetik enerjiye sahip olması ve uyarılmış atomların n=3n=3 seviyesinden n=2n=2 seviyesine geçerken 2,2 eV2,2\text{ eV} enerjili foton yayınlaması fiziksel olarak mümkündür.

Adım Adım Çözüm

1
Gelen elektronun enerjisini (7,2 eV7,2\text{ eV}) ve atomun uyarılma düzeylerini (3,2 eV3,2\text{ eV}, 5,4 eV5,4\text{ eV}, 6,7 eV6,7\text{ eV}) analiz edin.
Elektron tek bir çarpışmada atomu n=2n=2, n=3n=3 veya n=4n=4 düzeylerine uyarabilir. Kalan kinetik enerjiler sırasıyla 4,0 eV4,0\text{ eV}, 1,8 eV1,8\text{ eV} veya 0,5 eV0,5\text{ eV} olur.
Elektronun uyarılma gerçekleştirebilmesi için sahip olduğu kinetik enerjinin atomun uyarılma seviyelerine eşit veya büyük olması gerekir.
2
Elektronun birden fazla çarpışma yapma olasılığını değerlendirin.
İlk çarpışmada atomu n=2n=2 (3,2 eV3,2\text{ eV}) düzeyine uyaran elektronun kalan enerjisi 4,0 eV4,0\text{ eV} olur. Bu elektron başka bir atomla tekrar çarpışarak onu da n=2n=2 düzeyine uyarabilir. Bu durumda kalan kinetik enerji 4,0−3,2=0,8 eV4,0 - 3,2 = 0,8\text{ eV} olur.
Elektronların uyarılma sonrası kalan enerjileri diğer atomların uyarılma enerjilerine yetiyorsa ardışık uyarılmalar gerçekleşebilir.
3
Uyarılmış atomların temel hâle dönerken yapabileceği geçişleri ve bu geçişlerde salınan fotonların enerjilerini hesaplayın.
n=3n=3 seviyesine uyarılmış bir atom n=2n=2 seviyesine dönerken E3−E2=5,4−3,2=2,2 eVE_3 - E_2 = 5,4 - 3,2 = 2,2\text{ eV} enerjili bir foton yayınlayabilir.
Foton enerjisi, atomun geçiş yaptığı iki enerji seviyesi arasındaki farka eşittir.
4
Fotonla uyarılma şartını kontrol edin.
Fotonların atomu uyarabilmesi için enerjisinin uyarılma seviyelerine (3,2 eV3,2\text{ eV}, 5,4 eV5,4\text{ eV} veya 6,7 eV6,7\text{ eV}) tam olarak eşit olması gerekir. 7,2 eV7,2\text{ eV} bu seviyelere eşit olmadığı için foton uyarılma gerçekleştiremez.
Foton uyarılmasında foton enerjisinin tamamı tek bir atoma aktarılmak zorundadır ve uyarılma seviyesine tam uymalıdır.
5
Yayınlanabilecek toplam farklı dalga boyundaki foton sayısını hesaplayın.
n=4n=4 düzeyine kadar uyarılma gerçekleştiği için yayınlanabilecek maksimum farklı foton sayısı 4×32=6\frac{4 \times 3}{2} = 6 olur.
nn seviyesine uyarılmış bir atomun temel hâle dönerken yapabileceği maksimum farklı ışıma sayısı n(n−1)2\frac{n(n-1)}{2} formülüyle bulunur.

Anahtar Kavram

Atomun Elektron ve Fotonlarla Uyarılması, Ardışık Çarpışmalar ve Uyarılma Sonrası Işıma Geçişleri
Tüm alıştırma soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin