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수소 원자의 n=2 에너지 준위에 있는 전자는 656 nm의 빛을 흡수… | [소방간부후보생 자연과학개론] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방간부후보생 자연과학개론] 26년 1회차
수소 원자의 n=2n=2 에너지 준위에 있는 전자는 656 nm의 빛을 흡수하면 n=3n=3 에너지 준위로 들뜬다. n=3n=3 에너지 준위로 들뜬 전자가 바닥상태 에너지 준위(n=1n=1)로 떨어질 때 방출하는 광자의 파장은?
1
97.2 nm
2
102.5 nm
3
121.6 nm
4
486.2 nm
5
1875 nm
해설

n=3→n=1n=3 \rightarrow n=1 전이에서 방출되는 광자의 파장은 102.5 nm이다.

수소 원자의 에너지 준위는 En∝−1n2E_n \propto -\dfrac{1}{n^2}이고, 광자의 파장은 에너지 차에 반비례한다.
ΔE2→3∝14−19=536\Delta E_{2\to3} \propto \dfrac{1}{4}-\dfrac{1}{9} = \dfrac{5}{36}
ΔE3→1∝1−19=3236\Delta E_{3\to1} \propto 1-\dfrac{1}{9} = \dfrac{32}{36}

λ=656×532=102.5 nm\lambda = 656 \times \dfrac{5}{32} = 102.5\ \mathrm{nm}

  • 97.2 nm: n=4→n=1n=4 \rightarrow n=1 전이의 파장이다.
  • 121.6 nm: n=2→n=1n=2 \rightarrow n=1 전이의 파장이다.
  • 486.2 nm: n=4→n=2n=4 \rightarrow n=2 전이의 파장이다.
  • 1875 nm: n=4→n=3n=4 \rightarrow n=3 전이의 파장이다.

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