- 氢原子的能级
- 共508题
如图所示，氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子。问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。
正确答案
解：氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级，满足：
hv=En-E2=2.55 eV
En=hv+E2=-0.85 eV
所以n=4
基态氢原子要跃迁到n=4的能级，应提供△E=E4-E1=12.75 eV
跃迁图如图所示
图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量．现有一群氢原子处在第二能级．
（1）要用光照射使这些氢原子激发到第四能级，求照射光的光子能量为多少eV．
（2）在图中画出处在n=4的能级的氢原子各种跃迁示意图．
（3）上述跃迁中发出的波长最长的光的光子能量为多少eV．
正确答案
（1）由波尔理论的频率关系有：
hν=E4-E2=2.55eV
（2）如图
（3）波长最长的光的频率最小，光子能量最小，为4能级跃迁到3能级放出的光子．
其能量为：hν=E4-E3=0.66eV．
答：（1）要用光照射使这些氢原子激发到第四能级，求照射光的光子能量为2.55eV．
（2）如图
（3）上述跃迁中发出的波长最长的光的光子能量为0.66eV．
氢原子在基态时轨道半径1＝0.53×10-10 m，能量1＝－13.6 eV。求氢原子处于基态时：
(1)电子的动能；
(2)原子的电
(3)用光照射氢原子，使其电离的最长波长是多少？
正确答案
解：(1)由库仑力提供向心力，有
(2)由1＝k＋p，得p＝1－k＝－27.2 eV
(3)由＝0－
氢原子的能级如图所示，有一群处于n=4能级的氢原子，如果原子由n=2向n=1跃迁所发出的光正好使某种金属材料发生光电效应，则：
(1)这群氢原子发出的光谱中共有几条谱线能使该金属发生光电效应？
(2)从能级n=4向n=1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为多少？
正确答案
解：(1)处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时可发出6种频率的光，其中能量大于等于10.2 eV的光有3种，所以有3种频率的光能够使金属发生光电效应
(2)从n=4跃迁到n=1发出光子的能量△E=E4-E1=12.75 eV
该金属的逸出功W=E2-E1=10.2 eV
根据光电效应方程△E=Ekm+W可知
光电子最大初动能Ekm=△E-W=2.55 eV
有一群氢原子处于量子数n=3的激发态，当它们跃迁时
(1)有可能放出几种能量的光子？
(2)在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子的波长最长？是多少？
正确答案
解：(1)由n=3的激发态向低能级跃迁的路径为n3 →n2→n1或n3→n1，故能放出三种能量的光子
(2)上述三种跃迁辐射中，由n3→n2的跃迁能级差最小，辐射的光子能量最小，波长最长
由
得
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