۲۰ امتحان نهایی / مهارت فیزیک
تراز، گذار، طیف

طیف خطی؛
پیکان گذار را قبل از رابطه رسم کن

هر خط طیفی از یک اختلاف انرژی مشخص خبر می‌دهد. تراز آغاز و پایان را روی نمودار مشخص کن، جهت پیکان را بکش و سپس اندازهٔ اختلاف انرژی را با انرژی فوتون برابر قرار بده.

ΔE

تراز انرژی را نردبانی بخوان

هر خط افقی یک انرژی مجاز در مدل را نشان می‌دهد. فاصلهٔ عمودی روی نمودار بیانگر اختلاف انرژی است، اما فقط وقتی مقیاس محور مشخص باشد می‌توان آن را عددی خواند. شمارهٔ تراز را جای مقدار انرژی قرار نده.

شناسنامهٔ گذار

تراز آغاز | تراز پایان | جهت پیکان | جذب یا گسیل | |ΔE| | بسامد یا طول موج فوتون

گذار رو به بالا یعنی جذب انرژی

برای رفتن الکترون به تراز پرانرژی‌تر، اتم باید انرژی مناسب دریافت کند. در مدل سؤال، انرژی فوتون جذب‌شده باید با اختلاف دو تراز سازگار باشد. هر فوتون دلخواه الزاماً این گذار را ایجاد نمی‌کند.

گذار رو به پایین یعنی گسیل فوتون

وقتی الکترون از تراز بالاتر به پایین‌تر می‌رود، اتم انرژی از دست می‌دهد و فوتونی با انرژی برابر اندازهٔ اختلاف ترازها گسیل می‌شود. علامت تغییر انرژی اتم را با انرژی مثبت فوتون یکی نگیر.

اختلاف انرژی را با ترتیب روشن محاسبه کن

برای انرژی فوتون، مقدار بزرگ‌تر منهای کوچک‌تر را بگیر تا اندازهٔ مثبت اختلاف به دست آید. برای تغییر انرژی خود اتم، انرژی نهایی منهای اولیه را نگه دار؛ این مقدار در گسیل منفی و در جذب مثبت است.

انرژی بیشتر را به بسامد و طول موج ربط بده

فوتون با انرژی بیشتر بسامد بیشتر و در محیط یکسان طول موج کوتاه‌تری دارد. برای مقایسهٔ دو خط، لازم نیست همیشه عدد کامل حساب کنی؛ نخست اختلاف انرژی گذارها را مقایسه کن.

نمونهٔ گذار

اگر انرژی دو تراز −۳ و −۵ الکترون‌ولت باشد، گذار از −۳ به −۵ یک گذار رو به پایین با گسیل فوتون ۲ الکترون‌ولت است. تغییر انرژی اتم −۲ الکترون‌ولت و انرژی فوتون مثبت ۲ الکترون‌ولت گزارش می‌شود.

تعداد گذارها را با شرط مسئله بشمار

اگر اتم بتواند میان چند تراز از راه‌های مختلف پایین بیاید، همهٔ جفت‌های آغاز و پایان مجاز را فهرست کن. یک سقوط چندمرحله‌ای می‌تواند چند فوتون بسازد؛ آن را با یک گذار مستقیم و یک فوتون یکی نگیر.

طیف گسیلی و جذبی را جهت‌محور تشخیص بده

خط گسیلی به فوتون خارج‌شده در گذار رو به پایین مربوط است. خط جذبی به انرژی گرفته‌شده برای گذار رو به بالا مربوط می‌شود. طول موج‌های متناظر می‌توانند بر اساس اختلاف‌های انرژی یکسان با هم ارتباط داشته باشند.

خط پرانرژی‌تر را درست رتبه‌بندی کن

بزرگ‌ترین اختلاف انرژی، فوتون با بیشترین بسامد و کوتاه‌ترین طول موج را می‌دهد. اگر محور طیف طول موج است، ترتیب انرژی برعکس ترتیب عددهای طول موج خواهد بود.

کنترل نهایی با پیکان و واحد

جهت پیکان باید با جذب یا گسیل نوشته‌شده هماهنگ باشد و همهٔ انرژی‌ها با واحد یکسان مقایسه شوند. برای انرژی فوتون از راهنمای فوتون و برای نمودار از تحلیل نمودار فیزیک کمک بگیر.