Question

氫原子能級的示意圖如圖所示，大量氫原子從n=4的能級向n=2的能級躍遷時輻射出可見光a，從n=3的能級向n=2的能級躍遷時輻射出可見光b，則（　　）

A．氫原子從n=4的能級可輻射出5種頻率的光子

B．氫原子從n=4的能級向n=3的能級躍遷時輻射出光子的能量可以小于0.66eV

C．b光比a光的波長短

D．氫原子在n=2的能級時可吸收能量為3.6eV的光子而發生電離

Answer 1

分析：氫原子n=4的能級躍遷時，能發生

C

2 4

種頻率的光子；
氫原子從n=4的能級向n=3的能級躍遷時輻射出光子的能量為：E₄-E₃；
根據躍遷規律可知從n=4向n=2躍遷時輻射光子的能量大于從n=3向n=2躍遷時輻射光子的能量，則可見光a的光子能量大于b，又根據光子能量E=hγ可得a光子的頻率大于b，則a的折射率大于b，由c=λf可判斷波長長短；
從n=2電離所需的最小能量=E_∞-E₂=3.4eV，進行判斷即可．

解答：解：A：氫原子n=4的能級躍遷時，能發生

C

2 4

=6種頻率的光子，故A錯誤．
B：氫原子從n=4的能級向n=3的能級躍遷時輻射出光子的能量為：-0.85-（-1.51）=0.66eV，故B錯誤．
C：根據躍遷規律可知從n=4向n=2躍遷時輻射光子的能量大于從n=3向n=2躍遷時輻射光子的能量，則可見光a的光子能量大于b，又根據光子能量E=hγ可得a光子的頻率大于b，則a的折射率大于b，由c=λf可得：f越大λ越小，故a光比b光的波長短，故C錯誤．
D：從n=2電離所需的最小能量等于：E_∞-E₂=0-（-3.4）=3.4eV，光子能量3.6eV高于于此值故能引起電離．故D正確．
故選：D

點評：在躍遷中輻射的光子頻率為：

C

2 n

；對于可見光應注意掌握其頻率、波長之間的關系；電離時需要吸收的能量要會計算．