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Delta E fra stato 1 e 3 è uguale all'energia fornita nell'esperimento 3 quindi l'esperimento 3 provoca una transizione dallo stato eccitato 1 al 3

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Academic year: 2021

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43 IChO - Soluzioni preliminari dei Problemi Preparatori

Problema 20 Allowed energy levels and requirements for absorption of light

Prima si calcola l'energia fornita dal fascio di luce monocromatica in ciascuono degli esperimenti con la formula E = hf dove h è la costante di Planck e f è la frequenza del fascio di luce. Visto che è data la lunghezza d'onda e non la frequenza l = c/f dove l è la lunghezza d'onda, c è la velocità della luce nel vuoto e f è la frequenza. quindi per calcolare l'energia E = hc/l otteniamo i seguenti

risultati:

esperimento 1: E = 1,53*10-18 J esperimento 2: E = 1,63*10-18 J esperimento 3: E = 1,95*10-18 J esperimento 4: E = 2,04*10-18 J esperimento 5: E = 2,08*10-18 J esperimento 6: E = 2,1*10-18 J

Vediamo ora a quali transizioni corrispondono queste quantità di energia, calcolando l'energia necessaria per ciascuna transizione E(n) = -R/(n2) dove n corrisponde al numero dello stato eccitato raggiunto e R = 2,1787*10-18 otteniamo:

E(1) = -2,1787 * 10-18 E(2) = -5,44675 * 10-18 etc..

Otteniamo come valori di delta E delle transizioni che sono delta E fra lo stato eccitato 1 e 2 corrispondente al valore di energia fornito durante l'esperimento 2, che quindi provoca quella transizione.

L'esperimento 1 invece fornisce troppo poca energia per provocare una qualsiasi transizione a uno stato eccitato.

Delta E fra stato 1 e 3 è uguale all'energia fornita nell'esperimento 3 quindi l'esperimento 3 provoca una transizione dallo stato eccitato 1 al 3.

Stessa cosa fra 1 e 4 per l'esperimento 4 e fra 1 e 6 per l'esperimento 6.

L'esperimento 5 invece fornisce un'energia maggiore a quella richiesta per passare dallo stato eccitato 1 al 4 ma comunque inferiore a quella richiesta per passare dallo stato eccitato 1 al 5 quindi non provoca questa transizione.

Soluzione proposta da Alice Balbi

Allieva dell'Istituto Liceti di Rapallo

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