- 氢原子的能级
- 共508题
有一群氢原子处于量子数n=3的激发态,当它们跃迁时,有可能放出______种能量的光子;在能级______与能级______间跃迁时所发出的光子的波长最长.
正确答案
根据=3,知这群氢原子最多能发出3种频率的光.
因为放出的光子能量满足hγ=Em-En,γ=,
所以从n=3能级跃迁到n=2能级发出光的频率最小,波长最长.
故答案为:3,3,2.
在真空中,氢原子从能级A跃迁到能级B时,辐射出波长为λ1的光子;从能级A跃迁到能级C时,辐射出波长为λ2的光子。若λ1>λ2,真空中的光速为c,则氢原子从能级B跃迁到能级C时( )
正确答案
B
本题考查能级跃迁,较易题。根据能级的跃迁原则分析其跃迁情况如右图,从B到C跃迁满足整理得选项B。
(3-5)
已知氘核的质量为2.0136u,中子质量为1.0087u,氦3(He)的质量为3.0150u.
(1)写出两个氘核聚变生成氦3的方程;
(2)聚变放出的能量;
(3)若两个氘核以相同的动能Ek=0.35MeV正碰,求碰撞后生成物的动能.
(4)一群处于基态的氢原子,如果受到能量为En的光子照射后能辐射3种不同频率的光;如果受到能量为Em的光子照射后能辐射6种不同频率的光.已知氢原子的能级如图所示,则( )
A.En=12.09eV,Em=12.75eV
B.En=1.5leV,Em=O.85eV
C.En=12.09eV,Em=13.06eV
D.En=1.5leV,Em=0.54ev
(5)光滑水平面上,用弹簧相连接的质量均为2kg的A、B两物体都以V0=6m/s速度向右运动。弹簧处于原长。质量为4kg的物体C静止在前方,如图所示,B与C发生相碰后合在一起运动,在以后的运动中,
①弹簧的弹性势能最大值为多少?
②弹性势能最大时,A的速度是多少?
正确答案
(1)
(2)3.26×106eV
(3)中子:2.97MeV,氦核:0.99MeV
(4)A
(5)①12J
②3m/s
(1) (4分)
(2)3.26×106eV; (4分)
(3)中子:2.97MeV,氦核:0.99MeV. (4分)
(4)A (4分)
(5)
(
=12J
(4分)
19世纪90年代人们发现氢原子光谱中 (R为一常量,n=3,4,5…),物理学家玻尔在他28岁时连续发表三篇论文,成功地解释了氢原子光谱的规律,揭示了光谱线与原子结构的内在联系,玻尔理论是从经典理论向量子理论的一个重要过渡,为量子力学的诞生提供了条件.玻尔既引入量子化的概念,同时又运用了"软道"等经典物理理论和牛顿力学的规律推导出上述公式.
请同学们试用课本知识和以下设定量做玻尔的推导. (1)绕氢原子核旋转的电子质量为m,电量为-e;(2)取离核无限远处的电势能为零,半径r处电子的电势能为(k为静电力恒量); (3)电子所在的轨道在圆周长与其动量的乘积等于普朗克常量h的整数倍时,这样的轨道才是电子的可能轨道.
正确答案
设氢原子核外电子的速度为v,可能的轨道半径为r,则有
,
所以核外电子的总能量为,
由题意知,故有
,
由玻尔的跃迁理论有,即
,
故巴耳末线系的波长符合下述公式。
氢原子从能级A跃迁到能级B时,辐射出波长为λ1的光,从能级A跃迁到能级C时,辐射出波长为λ2的光,若λ1>λ2,则氢原子从能级B跃迁到能级C时,将
光子,光子的波长为 .
正确答案
辐射,λ1λ2/(λ1-λ2)
因λ1>λ2,所以频率,即A跃迁到能级B时,辐射能量大,
从能级A跃迁到能级C时,辐射能量小,从能级B跃迁到能级C时,将辐射能量,由,
,
,
,联立以上各式得
。
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