schoolМатематика
verifiedРешено AI
Решение задачи по атомной физике: анализ формулы
help_outlineУсловие задачи

lightbulbКраткий ответ
Формула определяет порядковый номер элемента (Z) водородоподобного атома, исходя из энергии электрона на n-й орбите и фундаментальных констант. Она позволяет вычислить заряд ядра атома.
Подробное решение
Вопрос по атомной физике.
На картинке представлены формулы для водородоподобной системы. Разберем первую формулу, чтобы понять, какая величина обозначена символом в правой части.
Энергия электрона на \(n\)-й орбите водородоподобного атома определяется формулой:
\[|E_n| = \frac{Rh \cdot Z^2}{n^2}\]
Где:
\(|E_n|\) — модуль энергии на \(n\)-м уровне;
\(R\) — постоянная Ридберга;
\(h\) — постоянная Планка;
\(Z\) — порядковый номер элемента (заряд ядра);
\(n\) — главное квантовое число (номер орбиты).
Если мы выразим из этой формулы \(Z\), то получим:
\[Z^2 = \frac{|E_n| \cdot n^2}{Rh}\]
\[Z = \sqrt{\frac{|E_n| \cdot n^2}{Rh}}\]
Эта формула в точности соответствует той, что изображена на первом фрагменте картинки. Следовательно, по данной формуле можно определить порядковый номер элемента.
Правильный ответ из списка:
порядковый номер элемента
(Для справки: вторая формула на картинке при подстановке констант также выражает массу электрона \(m\), если приравнять её к соответствующим физическим величинам, но в контексте выбора для первой формулы ответом является \(Z\)).