(Originais Teachy 2023) - Soal Sedang dari Fisika

Sebuah elektron dalam atom hidrogen, yang awalnya berada pada keadaan dasar, menyerap sebuah foton dan naik ke orbit yang lebih luar. Pertimbangkan model atom Bohr, yang menggambarkan atom hidrogen melalui orbit terkuantisasi dan energi yang terkait dengan orbit ini. Konstanta Rydberg, yang muncul dalam rumus untuk menghitung spektrum energi hidrogen, diberikan oleh R = 1,097 x 10^7 m^-1. Kecepatan sebuah elektron pada orbit n dapat didekati oleh rumus v = (Z*e^2)/(n*h*4*π*ε_0), di mana Z adalah muatan inti, e adalah muatan elektron, h adalah konstanta Planck, dan ε_0 adalah permitivitas ruang hampa. Pertimbangkan bahwa energi foton adalah E = h*f, di mana f adalah frekuensi foton dan h adalah konstanta Planck. Berdasarkan informasi ini, hitung: (1) Frekuensi foton yang diperlukan untuk menaikkan elektron dari tingkat energi n = 1 ke n = 2. (2) Jari-jari atom hidrogen pada orbit n = 2 setelah mengabsorpsi foton. Gunakan nilai-nilai konstanta fisika: h = 6,626 x 10^-34 J*s, e = 1,602 x 10^-19 C, ε_0 = 8,854 x 10^-12 C^2/(N*m^2), e^2/4*π*ε_0 = 2,308 x 10^-28 m, dan massa elektron m = 9,109 x 10^-31 kg, dan konstanta gravitasi G = 6,674 x 10^-11 N(m/kg)^2.