- 原子结构
- 共607题
现有一群处于n＝4能级上的氢原子，已知氢原子的基态能量E1＝－13.6eV，氢原子处于基态时电子绕核运动的轨道半径为r，静电力常量为k，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.则：
(1)电子在n＝4的轨道上运动的动能是多少？
(2)这群氢原子发出的光谱共有几条谱线？
(3)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？
正确答案
Ke2/32r，6，3.1X1015HZ
试题分析：（1）电子在n=4的轨道上运动的半径为
根据
（2）
（4）从n=4向n=1跃迁，发出的光子频率最大．
根据
代入数据得，
点评：本题考查对玻尔理论的理解和应用能力，关键抓住辐射的光子能量与能级差之间的关系．
氢原子处于基态时，原子能量E1= -13.6eV，已知电子电量e =1.6×10-19C，电子质量m=0.91×10-30kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.53×10-10m.
（1）若要使处于n=2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？
（2）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n=2的定态时，核外电子运动的等效电流多大？
（3）若已知钠的极限频率为6.00×1014Hz，今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？
正确答案
（1）
（2）
（3）有
（1）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：
得
（2）氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力作向心力，有
其中
根据电流强度的定义
由①②得
将数据代入③得
（3）由于钠的极限频率为6.00×1014Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为
一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差
根据玻尔理论,当原子跃迁时,若E初＞E终,则原子将产生_______现象.基态氢原子的能量值是－13.6 eV,当一个氢原子由基态跃迁到量子数n=2的定态时需要吸收_______ eV的能量;如果向一个处于基态的氢原子提供8 eV的能量,氢原子的能级将_______(填“跃迁”或“不跃迁”).
正确答案
发光 10.2 不跃迁
由玻尔理论知,氢原子由高能级向低能级跃迁时,将辐射出光子,产生发光现象;向处于基态的氢原子提供8 eV的能量，因不满足基态到n=2激发态的能量差,基态的氢原子将不吸收、不跃迁.
正电子（PET）发射计算机断层显像，它的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程，15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象。根据PET原理，回答下列问题：
（1）写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式：_____________________________
（2）将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途
[ ]
A．利用它的射线
B．作为示踪原子
C．参与人体的代谢过程
D．有氧呼吸
（3）设电子质量为m，电量为q，光速为C，普朗克常数为h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=_______________________。
（4）PET中所选的放射性同位素的半衰期应_________________。（填“长”或“短”或“长短均可”）
正确答案
（1）
（2）B
（3）
（4）短
α粒子与金核Au197发生对心碰撞时，能够接近金核的最小距离为2×
正确答案
(1)有一群氢原子处在量子数n=3的激发态,画一能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出几种光谱线.
(2)计算这几条光谱线中最短的波长.（已知En =E1/n2，普朗克常量为6.63×10-34J.s ）
正确答案
(1)
(2) 165 nm.
(1)氢原子一共发出3种光谱线,如右图所示:
(2)从n=3的激发态跃迁到基态时,放出的光子能量最大,波长最短.
由E3-E1=
λ=
=1.65×10-7 m="165" nm.
设氢原子的基态能量为E1。某激发态的能量为E，则当氢原子从这一激发态跃迁到基态时，所________________（填“辐射”或“吸收”）的光子在真空中的波长为________。
正确答案
辐射，
了解玻尔的原子理论，掌握光子能量与光波长间关系，即可解得此例。
解答：根据玻尔原子理论知：氢原子核外电子从高能态跃迁到低能态时，应辐射出光子，而能级差即为光子能量 E0=E-E1
另外，光子能量E0与光波长
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