Упр.71.17 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)
- Потенциальная энергия электрического взаимодействия электрона с ядром атома стремится к нулю по мере удаления электрона от ядра на бесконечно большое расстояние. В основном состоянии она принимает максимальное отрицательное значение (см. рис. Х-1). При поглощении кванта излучения атом переходит в состояние с меньшим численным значением энергии. Почему в таком случае мы говорим об увеличении энергии атома? Предложите аналогию изменения энергии в поле силы тяжести.
Потенциальная энергия электрона в поле ядра отрицательна. Поэтому, если после поглощения кванта излучения атом переходит на более высокий уровень, численное значение энергии становится меньше по модулю, но сама энергия увеличивается, потому что она становится ближе к нулю:
$$E_m<0,\quad E_n<0,\quad |E_m|<|E_n|,\quad \Delta E=E_m-E_n>0.$$
Иначе говоря, энергия возрастает, хотя её значение остаётся отрицательным.
Аналогия с полем тяжести: если за нулевой уровень принять точку высоко над Землёй, то при подъёме тела его потенциальная энергия тоже может быть отрицательной, но при подъёме она увеличивается, то есть становится ближе к нулю.
Ответ: энергия атома увеличивается, если его потенциальная энергия становится менее отрицательной; аналогично этому при подъёме тела в поле тяжести его потенциальная энергия возрастает, хотя может оставаться отрицательной относительно выбранного нулевого уровня.
