Auf wie viele Arten kann ein Photon emittiert werden?

Ich studiere derzeit Atomphysik und bin auf die obige Frage gestoßen.

Ich poste diese Frage, weil ich es mir nicht leisten kann, auch nur mit der kleinsten Unsicherheit in meinem Verständnis des Themas fortzufahren.

Die fragliche Frage geht davon aus, dass es ein Atom mit vier (4) Energieniveaus gibt: E1, E2, E3 und E4, wobei E1 das Grundzustandsniveau und E4 das höchste Energieniveau dieses bestimmten Atoms ist.

Dann gibt es ein Elektron bei E4, und es fragt, auf wie viele verschiedene Arten ein Photon emittiert werden kann, wenn das Elektron vom vierten Energieniveau auf ein niedrigeres Energieniveau übergeht.

Nun sagt das Lehrbuch, dass es sechs (6) verschiedene Arten gibt, wie ein Photon von diesem Atom emittiert werden kann. Am Ende habe ich jedoch immer sieben (7) verschiedene Möglichkeiten, wie ein Photon emittiert werden kann, nämlich:

E4 bis E3 (ein Auftreten von Photonenemission)

E4 bis E2 (ein Auftreten von Photonenemission)

E4 bis E1 (ein Auftreten von Photonenemission)

E4 bis E3 bis E2 (zweimal Photonenemission)

E4 bis E3 bis E1 (zweimal Photonenemission)

E4 zu E2 zu E1 (zweimal Photonenemission)

E4 bis E3 bis E2 bis E1 (dreimaliges Auftreten von Photonenemission)

Ist das Lehrbuch falsch oder steht mir nur mein naives Verständnis im Weg?

PS: Das hier verwendete Modell ist das Bohrsche Atommodell, das eine ungenaue Beschreibung des Atoms ist.

Sind Sie sicher, dass es nicht nach den möglichen Einzelphotonenprozessen fragt, bei denen das Elektron auf irgendeiner Ebene beginnt, dh E 4 → E 3 / E 2 / E 1 , E 3 → E 2 / E 1 Und E 2 → E 1 ? Ich mache das sechs.
Hallo John. Danke für die Antwort. Wenn sich die Frage auf mögliche Einzelphotonenprozesse auf irgendeiner Ebene beziehen würde, ja, gäbe es sechs Möglichkeiten, wie Sie darauf hingewiesen haben. Ich habe jedoch gerade noch einmal im Lehrbuch nachgesehen, und hier ist die Frage im Wortlaut: Auf wie viele mögliche Arten kann dieses Atom ein Photon emittieren, wenn das Elektron im vierten Energieniveau (E4) beginnt?
Nicht alle Übergänge sind „erlaubt“, z. B. books.google.com/…
@Carl Dies ist ein nützlicher Link aus einer eher unerwarteten Quelle! Ich habe den Link gelesen und verstehe jetzt, dass bestimmte Variablen und Regeln berücksichtigt werden müssen, um zu bestimmen, ob Übergänge eines Photons zulässig sind oder nicht. Nun, die Erklärung in meinem Lehrbuch enthielt nicht den Übergang von E4 zu E3 zu E2 zu E1 als Teil der Lösung (und es ging sicherlich nicht auf die "Übergangsfähigkeit" von Photonen ein). Das ist vielleicht eine unfaire Frage, aber können wir daraus schließen, dass dieser Übergang (E4 zu E3 zu E2 zu E1) für das fragliche Atom nicht erlaubt ist?

Antworten (1)

Das Lehrbuch ist richtig.

Die Anzahl der Emissionen = Gesamtzahl der möglichen Kombinationen von zwei beliebigen Energieniveaus, dh (nCr) n wählen Sie 2.

4 wähle 2 in diesem Fall = 6.

1) E4 -> E1

2) E4 -> E2

3) E4 -> E3

4) E3 -> E1

5) E3 -> E2

6) E2 -> E1

Hoffe das hilft.

@Muhammah Ali Vielen Dank für die Eingabe, aber die Frage geht davon aus, dass der Übergang eines Elektrons ab dem vierten Energieniveau (E4) beginnt. Ich denke also, dass E3-> E1, E3-> E2 und E2-> E1 keine gültigen Antworten sind, obwohl ich Ihre Berechnung für mögliche Kombinationen schätze.
@SamChoi Muhammad Ali hat recht. Die Frage fragt nach den möglichen (dh unterschiedlichen) Wegen, wie ein Atom ein (dh ein) Photon emittieren kann, wenn das Elektron startet E 4 . Der Punkt ist, dass Ihre siebte Möglichkeit drei Möglichkeiten auflistet, die Sie bereits gezählt haben: E 4 → E 3 ist deine erste, E 3 → E 2 ist in deinem vierten und enthalten E 2 → E 1 in deiner sechsten Möglichkeit. Ihre siebte Möglichkeit zählt also nicht als neue Art und Weise, wie dieses Atom ein Photon emittieren kann.
@SamChoi Die Betonung in der Frage lautet also: "Wie viele Möglichkeiten kann dieses Atom ein Photon emittieren , wenn das Elektron im vierten Energieniveau (E4) beginnt?" In diesem Fall sind es wirklich nur sechs. Wäre die Frage gewesen "Wie viele Möglichkeiten kann dieses Atom Photonen emittieren , wenn das Elektron im vierten Energieniveau (E4) beginnt?", dann hätten Sie Recht.
@SamChoi Bitte poste den Wortlaut der Frage so, wie er im Buch steht, damit wir sehen können, was die Frage sagt, und mit deiner Verwirrung umgehen können. Oder betrachten Sie seine Antwort in einem anderen Fall als falsch.
Auf wie viele Arten kann ein Photon emittiert werden?
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