Как изменится энергия атома водорода при переходе электрона с четвертой стационарной орбиты на вторую?

При переходе электрона с четвертой стационарной орбиты на вторую в атоме водорода происходит излучение фотона, так как электрон переходит на более низкую энергетическую уровень. Это соответствует переходу электрона с высокой энергии на низкую, что вызывает освобождение энергии в виде фотона.

Энергия атома водорода уменьшится, так как энергия электрона на второй орбите меньше, чем на четвертой. При переходе электрона на более низкий энергетический уровень, атом водорода испускает фотон с энергией, равной разности энергий между начальной и конечной орбитами.

Таким образом, при переходе электрона с четвертой стационарной орбиты на вторую энергия атома водорода уменьшится за счет излучения фотона и перехода электрона на более низкую энергетическую орбиту.

Для анализа изменения энергии атома водорода при переходе электрона между орбитами, используем модель Бора. Согласно этой модели, энергия электрона на n-ой орбите в атоме водорода определяется формулой:

[ E_n = -\frac{13.6 \, \text{эВ}}{n^2} ]

где ( E_n ) — энергия на n-ой орбите, и n — главный квантовый номер орбиты.

Для четвертой орбиты (( n = 4 )) энергия будет:

[ E_4 = -\frac{13.6 \, \text{эВ}}{4^2} = -\frac{13.6 \, \text{эВ}}{16} = -0.85 \, \text{эВ} ]

Для второй орбиты (( n = 2 )) энергия будет:

[ E_2 = -\frac{13.6 \, \text{эВ}}{2^2} = -\frac{13.6 \, \text{эВ}}{4} = -3.4 \, \text{эВ} ]

Теперь рассчитаем изменение энергии (( \Delta E )), которое равно разности энергий на второй и четвертой орбитах:

[ \Delta E = E_2 - E_4 = (-3.4 \, \text{эВ}) - (-0.85 \, \text{эВ}) = -3.4 \, \text{эВ} + 0.85 \, \text{эВ} = -2.55 \, \text{эВ} ]

Поскольку (\Delta E) получилось со знаком минус, это означает, что энергия атома уменьшается. Это соответствует тому, что электрон переходит на более низкую энергетическую орбиту, и в процессе перехода высвобождается энергия в виде фотона. Таким образом, при переходе электрона с четвертой на вторую орбиту атом водорода излучает энергию в размере 2.55 эВ.