- 氢原子的能级
- 共508题
已知氢原子在基态时的轨道半径为r1=0.53×10-10m,能级值E1= —13.6eV,求赖曼系(高能级跃迁至基态)中能量最大的光子和能量最小光子的波长各是多少?
正确答案
=121.9nm
=91.4nm
由电离状态跃迁到基态,光子的能量最大,有:
1
2
=
m=0.914×10-7m=91.4nm
由n=2态跃迁到基态,光子的能量最大,有:
1
= 4
=
m=1.219×10-7m=121.9nm
一群处于n=4的激发态的氢原子,(1)跃迁时可能发出的谱线有 条? (2)已知氢原子基态的能级为E1,在这些光谱中写出最长的波长表达式λ= 。
正确答案
(1)6 (2)-144hc/7E1
略
(19分)某种元素的原子能级图如下图甲所示,当大量处于n = 4能级的原子自发向n = 2的低能级发生能级跃迁时,会发出各种不同频率的光子,试求:
(1)从n = 4能级向n = 2能级跃迁,总共发出多少种光子?
(2)计算(1)问所得到的光子中能量最低的光子的频率.(结果保留一位小数,普朗克常数h = 6.63×10-34J·S)
(3)若用(1)问得到的这些光当中频率较高的两种光(假定命名叫A、B光)来做双缝干涉实验(如下图乙),当用高频率的A光做实验时,在屏幕上的P点出现二级亮纹(规定中央亮纹为0级亮纹).不改变实验装置任何部分,换用低频率的B光再做此实验时,P点将出现什么条纹?(要求:先用物理量的字母运算,表达出用B光做实验时应该是亮纹或暗纹的计算式,再代值计算得出数据结果,最后用文字说明是亮纹还是暗纹.即中间过程一律不代值计算)
正确答案
(1)3种
(2)
(3)暗条纹
(1)
(3种)
(2)
(3)
暗条纹
将氢原子电离,需要从外部给电子以能量,使其从基态或激发态脱离原子核束缚而成为自由电子.若要使n=2激发态的氢原子电离,至少用多大频率的电磁波照射该氢原子?
正确答案
要使处于n=2的氢原子电离,照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处,
最小频率的电磁波的光子能量应为:hν=0-(-)
得ν=8.21×1014Hz,
答:若要使处于n=2的氢原子电离,至少要用频率8.21×1014Hz的电磁波照射氢原子.
某原子K层失去一个电子后,其K层出现一个电子空位,当外边L层上有电子跃迁到K层填补空拉时会释放一定的能量;一种情况是辐射频率为v0的X射线;另一种情况是跃迁释放的能量被其他层的电子吸收,使电子发生电离成为自由电子。若跃迁释放的能量被M层的一个电子吸收,电离后的自由电子的动能是E0,已知普朗克常量为h,则电子处于L层时与处于K层时原子的能级差为 ,电子处于M层时原子的能级(即能量值)为 。
正确答案
辐射光子的能量,即为两能级之间的差值,因为辐射光子频率为,所以电子处于L层时与处于K层时原子的能级差为
若跃迁释放的能量被M层的一个电子吸收,电离后的自由电子的动能是E0,则根据能量守恒可得,即子处于M层时原子的能级(即能量值)为
故答案为:
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