مستويات طاقة ذرة الهيدروجين وحساب فرق الطاقة

للهيدروجين في النموذج التقريبي مستويات منفصلة: Eₙ≈−13.6/n² eV و n=1,2,3,… . الانتقال الإشعاعي الصاعد امتصاص، والهابط انبعاث. ^[1]

الخلاصة السريعة

المستوى 1 أدنى طاقة؛ المستويات لا تنتهي عند 5. ^[1]
الطاقة السالبة ارتباط بالنسبة لصفر الانفصال؛ تأين المستوى 1 نحو 13.6 eV. ^[2]
طاقة الفوتون مقدار فرق المستويين. ^[1]
الانتقال 3→2 يعطي نحو 1.89 eV أو 3.03×10⁻¹⁹ J؛ التباعد غير متساوٍ. ^[1]^[3]
بور تمهيدي؛ الخطوط ليست مسارات، ولا يفسر كل تفاصيل الطيف، الذي يتضمن خطوطًا غير مرئية. ^[2]

بالتعويض: E₁≈−13.6، E₂≈−3.40، E₃≈−1.51، E₄≈−0.850 eV. القيم مقربة؛ −3.40 أعلى من −13.6. ^[1]

محور الرسم طاقة، وليس بُعدًا عن النواة. ^[2]

الصفر لإلكترون منفصل بلا طاقة حركة. السالب يعني احتياج طاقة لفصله؛ لا يعني انعدام طاقته. ^[2]

عند n→∞ تقترب الطاقة من الصفر. من الأرضية يلزم 0−(−13.6)=13.6 eV، ومن حالة مثارة أقل. ^[2]

للانتقال 3→2: −1.5111−(−3.4000)≈1.8889 eV. يحمل الفوتون الفرق الموجب؛ العكس يمتص المقدار نفسه. ^[1]

الفرق 1↔2 نحو 10.2 eV، مقابل 1.89 بين 2 و 3؛ تتقارب المستويات العليا. ^[1]

حسب NIST، 1 eV=1.602176634×10⁻¹⁹ J بالضبط. الضرب يعطي نحو 3.03×10⁻¹⁹ J؛ نتيجة المثال مقربة. ^[3]

لا يعمم بور مباشرة على الذرات متعددة الإلكترونات ولا يفسر الانقسامات الدقيقة. الوصف الكمي يستعمل احتمالات الموضع بدل المسارات المحددة. ^[2]

الأسهم انتقالات طاقة؛ وللهيدروجين خطوط غير مرئية أيضًا، فلا يختزل الطيف في ألوان العين. ^[2]

أُعدّ هذا المقال بصياغة عربية أصلية بالاستناد إلى المصادر أعلاه، وهو مدخل تمهيدي إلى الموضوع. اقرأ منهجية المحتوى وحدوده.