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[일반화학]

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태양의 흑점 폭발로 인해 전자와 양성자가 지구에 도달하면서, 들뜬 산소 원자나 들뜨고 이온화된 질소 분자가 생긴다. 그리고 이런 화학종들이 바닥 상태로 전이하면서, 오로라 색에 해당하는 빛을 방출하게 된다. 들뜨고 이온화된 질소 분자의 바닥 상태 전이 과정은 다음과 같다.

\displaystyle \mathrm{N_2^{+*} \rightarrow N_2^+ + h\nu}

이 때 보랏빛 오로라를 관찰할 수 있으며, 이 빛의 파장은 433nm이다. 이 경우 이온화된 질소 분자의 바닥 상태와 들뜬 상태의 에너지 차이는 얼마인가? 단, \displaystyle h=4.1357\times 10^{-15}\mathrm{eV\cdot s} 이다.

빛의 에너지는 \displaystyle E=h\nu=h\dfrac{c}{\lambda} 이다. 따라서 이 식에 주어진 값을 대입해보면, 바닥 상태와 들뜬 상태의 에너지 준위 차이는

\displaystyle \Delta E=(4.1357\times 10^{-15}\mathrm{eV\cdot s})\times \dfrac{299792458\mathrm{m/s}}{433\mathrm{nm}}\times \dfrac{10^9\mathrm{nm}}{\mathrm{m}}=2.863\mathrm{eV} 가 된다.

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