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题型:填空题
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填空题

氢原子从第3能级跃迁到第2能级时辐射出的光子的波长是______nm,这种光子属于______光.(已知氢原子的基态能级为-13.6eV)

正确答案

根据En=

第3能级和第2能级能量分别是-1.51eV,-3.4eV.

氢原子从第3能级跃迁到第2能级时,根据Em-En=h

λ=658nm,这种光子属红光.

故答案为:658,红.

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简答题

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

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题型:填空题
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填空题

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

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简答题

(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 = 6.63×1034J·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AB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

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简答题

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.

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填空题

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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题型:填空题
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填空题

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.

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简答题

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BC跃迁满足整理得选项B。

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填空题

若氢原子的基态能量为E(E<0 ),各个定态的能量值为En=E/n2(n=1,2,3…),则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚,所需的最小能量为  ;若有一群处于n=2能级的氢原子,发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功至多为  (结果均用字母表示)。

正确答案

-E ,

试题分析:使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚,所需的最小能量为0-E="-E;" 若有一群处于n=2能级的氢原子,发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功最多时应是电子逸出时动能最小时,所以最多的逸出功等于光子的能量,即光子跃迁的能级之差,.考点:

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填空题

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>λ,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>λ,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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题型:简答题
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简答题

(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)

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简答题

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

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简答题

(12分)氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时,可能发出三种不同波长的辐

射光。已知其中的两个波长分别为,且>

求:另一个波长可能是多少?

正确答案

(1)      (2)

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简答题

氢原子处于基态时,原子的能量为,问:

(1)氢原子在n =4的定态时,可放出几种频率的光?其中最小频率等于多少Hz?

(2)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射此原子?

正确答案

(1)根据玻尔理论,氢原子n =4的能级跃迁时有6种可能性:

最小频率=1.6×

(2)故要使基态的氢原子电离,照射光的频率至少应为3.28 ×,若照射光频率高于这一值,使原子电离后多余的能量为电子的动能。

此题考查氢原玻尔模型及能级跃迁原子处于激发态是不稳定的,会自发跃迁到低态跃迁的方式有多种,或直接跃迁到基态,或先跃迁到较低激发态,再跃迁到基态。

(1)根据玻尔理论,氢原子n =4的能级跃迁时有6种可能性:

可知能级之间的能量差减小,辐射光子的频率就越低,由下图可知,

从n =4跃迁到n =3,辐射的能量最少

=

=1.6×

(2)欲使氢原子电离,即将电子移到离核无穷远处,此时,由能量守恒有:

而这份能量对应光子的最小频率应为:

故要使基态的氢原子电离,照射光的频率至少应为3.28 ×,若照射光频率高于这一值,使原子电离后多余的能量为电子的动能。

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题型:填空题
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填空题

现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上,若这些受激氢原子最后都回到基态,已知金属钾的逸出功为2.22eV.在这些光波中,能够从金属钾的表面打出光电子的光子总数为__。假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1/(n-1) 

正确答案

1600

分析:根据题目给出的信息:处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1/(n-1)进行求解,分别求从n=4出跃迁到n=3、2、1原子数即为产生光子数,然后求出从n=3出跃迁到n=2、1时产生光子数,再求出从n=2出跃迁到n=1产生光子数,最后求和即可.

解答:解:由题意知量子数为4的能级上的氢原子分别向量子数为3、2、1的能级上跃迁的氢原子数占总氢原子数的三分之一,总共产生1200个光子;其中向2、1的能级跃迁产生的光子可使钾发生光电效应,即800个

此时处于量子数为3的能级上的原子数目为:400个,处于n=3能级上的氢原子分别向量子数为2、1的能级上跃迁的氢原子数各占二分之一,产生400个光子;其中向1的能级跃迁产生的光子可使钾发生光电效应,即200个

此时处于量子数为2的能级上氢原子总共有:400+200=600个,氢原子向基态跃迁产生600个光子.,所以能够从金属钾的表面打出光电子的光子总数为800+200+600=1600个

故答案为:1600.

下一知识点 : 放射性与原子核
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