سوال ۵۸ فیزیک کنکور تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول با پاسخ تشریحی

پاسخ تشریحی

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

• گزینهٔ ۱: ممکن است به‌اشتباه تصور کنید انرژی منفی با افزایش عدد کوانتومی کمتر می‌شود. در واقع انرژی از مقادیر منفی به صفر نزدیک می‌شود؛ بنابراین حد بالایی نمودار در $n=\infty$ است و این عبارت درست است.
• گزینهٔ ۲: ممکن است اندازهٔ انرژی را با خود انرژی اشتباه بگیرید؛ انرژی حالت پایه بیشترین اندازه، اما کمترین مقدار جبری را دارد. پس پایین‌ترین تراز همان $n=1$ است و نباید این عبارت درست را انتخاب کرد.
• گزینهٔ ۴: ممکن است افزایش شعاع مدارها را به معنای افزایش فاصلهٔ ترازهای انرژی بدانید. اما طبق رابطهٔ انرژی بور، با افزایش $n$ فاصلهٔ انرژی ترازهای مجاور کمتر می‌شود؛ پس این عبارت درست است.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

1. بخش نمودار ترازهای انرژی مدل بور را مرور کنید؛ به تفاوت حالت پایه و حالت‌های برانگیخته و وضعیت معمول اتم در دمای اتاق توجه کنید.
2. در رابطهٔ $E_n=-\frac{13.6}{n^2}\,\mathrm{eV}$، انرژی‌ها منفی‌اند؛ افزایش $n$ آن‌ها را به صفر نزدیک می‌کند، نه اینکه منفی‌تر شوند.
3. وجود حالت‌های برانگیخته به‌تنهایی به معنای حضور معمول الکترون در آن‌ها نیست؛ برای رفتن از کم‌انرژی‌ترین حالت به تراز بالاتر، الکترون باید انرژی دریافت کند.