Câu hỏi:

Trong nguyên tử hidro các mức năng lượng được mô tả theo công thức $\mathrm{E}=-\frac{\mathrm{A}}{{\mathrm{n}}^2}$, trong đó A là hằng số dương. Khi nguyên tử đang ở trạng thái cơ bản thì bị kích thích bởi điện trường mạnh và làm cho nguyên tử có thể phát ra tối đa 15 bức xạ. Hỏi trong các bức xạ mà nguyên tử hidro có thể phát ra trong trường hợp này thì tỉ số về bước sóng giữa bức xạ dài nhất và bức xạ nhắn nhất là bao nhiêu?

Theo các tiên đề Bo, trong nguyên tử hidro, giả sử chuyển động của electron quanh hạt nhân là chuyển động tròn đều. Tỉ số giữa tốc độ của electron trên quỹ đạo K với tốc độ của electron trên quỹ đạo N bằng:

Khối khí hidro có các nguyên tử đang ở trạng thái kích thích nhất thì khối khí nhận thêm năng lượng và chuyển lên trạng thái kích thích mới. Biết rằng ở trạng thái kích thích mới, electron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính gấp 49 lần bán kính Bo thứ nhất. Số các bức xạ có tần số khác nhau tối đa mà khối khí hidro có thể phát ra là:

Theo mẫu nguyên tử Bo, electron trong nguyên tử hidro chuyển đọng trên các quỹ đạo dừng có bán kính ${\mathrm{r}}_{\mathrm{n}}={\mathrm{n}}^2{\mathrm{r}}_0$ ($\mathrm{n}\in \mathrm{N}*,{\mathrm{r}}_0$ là bán kính Bo). Tỉ số giữa tốc độ góc của electron khi nó chuyển động trên quỹ đạo O và quỹ đạo M là:

Bước sóng của hai vạch ${\mathrm{H}}_{\mathrm{\alpha }},{\mathrm{H}}_{\mathrm{\beta }}$ trong dãy Banme là ${\mathrm{\lambda }}_1=656\mathrm{nm}$ và ${\mathrm{\lambda }}_2=486\mathrm{nm}$. Bước sóng của vạch quang phổ đầu tiên trong dãy Pasen:

Hai vạch đầu tiên của dãy Laiman trong quang phổ hidro có tần số ${\mathrm{f}}_{21}$ và ${\mathrm{f}}_{31}$. Từ hai tần số đó người ta tính được tần số đầu tiên  trong dãy Banme là:

Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hidro được xác định bằng biểu thức $\mathrm{E}{}_{\mathrm{n}}=-\frac{13,6}{{\mathrm{n}}^2}\mathrm{eV}$ $\left(\mathrm{n}=1,2,3,...\right)$. Nếu nguyên tử hidro hấp thụ một photon có năng lượng 2,55eV thì bước sóng nhỏ nhất của bức xạ mà nguyên tử hidro có thể phát ra là: