Строение атома на ЕГЭ по физике: как решать быстро и без ошибок
Строение атома — тема, которая пугает многих, но на ЕГЭ по физике она даёт до 4 первичных баллов (задания 19, 20, 24, 25). Проверяют модель Бора, спектры излучения и поглощения, постулаты. Никакой квантовой запутанности — только чёткие правила. Разберём, что реально спрашивают, как не тупить и сэкономить время.
В этой статье: конкретные типы заданий, 3 шортката, которые спасут на экзамене, частые ошибки, полный разбор задачи уровня ЕГЭ и как Наставник AI помогает выучить тему за вечер.
Без карты, без кредитки. Выбери персонажа — учи голосом, побеждай в баттлах.
Что реально проверяют на ЕГЭ по теме "Строение атома"
Задания по этой теме — почти всегда качественные или расчётные, но без сложной математики. Вот что нужно знать:
1. Постулаты Бора: атом может находиться только в стационарных состояниях с определённой энергией; при переходе между уровнями излучается или поглощается фотон с энергией hν = |En - Em|.
2. Спектры: линейчатый спектр излучения (нагретый газ даёт яркие линии на тёмном фоне) и спектр поглощения (тёмные линии на сплошном спектре).
3. Энергетические уровни: обычно дают диаграмму или таблицу энергий. Нужно уметь считать длину волны или частоту перехода.
4. Фотоэффект (иногда связывают): красная граница, работа выхода.
Типы заданий:
- №19: выбор верных утверждений про модель Бора или спектры.
- №20: расчёт энергии, частоты, длины волны при переходе.
- №24: качественная задача с обоснованием (например, почему спектр линейчатый).
- №25: расчёт с развёрнутым решением (обычно комбинированная).
Главное: не нужно знать квантовую механику — достаточно трёх формул и логики.
Энергия электрона в атоме водорода на уровне n равна En = -13.6/n^2 эВ. При переходе с n=3 на n=2 атом излучает фотон. Найдите длину волны этого фотона. Ответ выразите в нм.
Шаг 1: Вычислим энергии: E3 = -13.6/9 ≈ -1.51 эВ, E2 = -13.6/4 = -3.4 эВ.
Шаг 2: Энергия фотона: ΔE = E3 - E2 = (-1.51) - (-3.4) = 1.89 эВ.
Шаг 3: Переведём в джоули: 1 эВ = 1.6×10^(-19) Дж, ΔE = 1.89 × 1.6×10^(-19) = 3.024×10^(-19) Дж.
Шаг 4: Длина волны: λ = hc/ΔE = (6.63×10^(-34) × 3×10^8) / (3.024×10^(-19)) ≈ 6.58×10^(-7) м = 658 нм.
Ответ: 658 нм.
Топ-3 шортката, которые экономят время на экзамене
1. Запоминай формулу hc = 1240 эВ·нм. Это произведение постоянной Планка на скорость света в удобных единицах. Тогда λ (нм) = 1240 / ΔE (эВ). Мгновенно считаешь длину волны без перевода в СИ.
2. Для серий Лаймана (ультрафиолет), Бальмера (видимый), Пашена (ИК) — запомни нижний уровень. Переходы на n=1 — Лайман, на n=2 — Бальмер, на n=3 — Пашен. Если в задаче спрашивают про видимый свет — это серия Бальмера.
3. В качественных задачах про спектры: излучение — яркие линии на тёмном, поглощение — тёмные на сплошном. Причина: атомы поглощают те же частоты, что и излучают. Если газ холодный, он поглощает линии из сплошного спектра.
Где обычно сливаются и как этого избежать
Ошибка №1: Путают энергию фотона и энергию уровня. Энергия уровня отрицательна, а фотона — положительна. При излучении ΔE = E_верх - E_нижн > 0, при поглощении наоборот.
Ошибка №2: Неверно переводят единицы. ЭВ в Дж, нм в м. Используй шорткат 1240 эВ·нм — и никаких проблем.
Ошибка №3: В задаче на спектр поглощения думают, что тёмные линии — это излучение. Нет: если через газ пропускают белый свет, на выходе получаем сплошной спектр с тёмными линиями (поглощённые частоты).
Как избежать: решай 5-10 задач подряд, доведи до автоматизма. На экзамене внимательно читай условие: "излучает" или "поглощает", "спектр излучения" или "поглощения".
Конкретный пример разбора задачи уровня ЕГЭ с полным решением
Задача (аналог №20): На рисунке дана диаграмма энергетических уровней атома. Энергии уровней: E1 = -10 эВ, E2 = -6 эВ, E3 = -2 эВ. Атом находится в состоянии с энергией E3. Сколько различных фотонов может излучить атом при переходах на более низкие уровни? Какие длины волн соответствуют видимым фотонам, если видимый диапазон 400-700 нм? (hc = 1240 эВ·нм)
Решение:
1. Определим возможные переходы: с E3 на E2 и на E1; затем с E2 на E1. Итого 3 фотона.
2. Энергии фотонов:
- ΔE32 = E3 - E2 = -2 - (-6) = 4 эВ
- ΔE31 = E3 - E1 = -2 - (-10) = 8 эВ
- ΔE21 = E2 - E1 = -6 - (-10) = 4 эВ
3. Длины волн:
- λ32 = 1240 / 4 = 310 нм (УФ, не видим)
- λ31 = 1240 / 8 = 155 нм (УФ)
- λ21 = 1240 / 4 = 310 нм (УФ)
4. Ни один фотон не попадает в видимый диапазон (400-700 нм). Ответ: 3 фотона, видимых нет.
Примечание: в реальном атоме водорода видимые линии — серия Бальмера (переходы на n=2).
Как с этим помогает Наставник AI
Надоело читать скучные учебники? Выбери персонажа, который объяснит тему так, как тебе удобно.
Витёк (гопник с района): "Слушай, братан. Атом — как многоэтажка. Электрон скачет с этажа на этаж, при этом бахает фотон. Запомни: если прыгнул вниз — светит, если вверх — сосёт свет. Всё, поехали решать!"
Анна Сергеевна (советская училка): "Итак, дети, запишем постулаты Бора. Первый: атом стабилен только в стационарных состояниях. Второй: при переходе излучается квант. Третий: орбиты квантуются. Повторим хором!"
Криштиану Роналду: "Чтобы стать лучшим, нужно тренироваться. Решай задачи, как я — пенальти. Каждый переход — это удар. Сиу!"
Ты говоришь голосом, персонаж отвечает голосом. Можно прислать фото задачи — он разберёт её шаг за шагом. И всё это на платформе с геймификацией: XP, уровни, баттлы с друзьями.
Цена: 995₽ за месяц всех 12 предметов — одна пицца
Репетитор по физике берёт 2000₽/час. За месяц занятий (8 часов) — 16 000₽. А Наставник AI стоит 995₽ за весь месяц и все 12 предметов. Это как одна пицца. Или два бургера. Экономия налицо.
Бесплатно: 1 урок + баттлы. Стандарт: 995₽/мес (30 уроков). Премиум: 2495₽ (голос родителя/кумира). Элит: 4995₽ (безлимит). Сейчас скидка 50% навсегда — платишь 497₽ за первый месяц. Попробуй три пробных урока без карты.
Частые вопросы
Без карты, без кредитки. Выбери персонажа — учи голосом, побеждай в баттлах.