1、第 8 点 氢原子跃迁的三个问题1是一个氢原子跃迁还是一群氢原子跃迁？(1)一个氢原子跃迁时的解题方法确定氢原子所处的能级，画出能级图，如图 1 所示图 1根据跃迁的原理，分别画出处于激发态的氢原子向低能级跃迁时最多可能的跃迁示意图再根据跃迁能量公式 hE mE n(mn)分别计算出这几种光子的频率(2)一群氢原子跃迁问题的计算确定氢原子所处激发态的能级，画出跃迁示意图运用归纳法，根据数学公式 NC 确定跃迁时辐射出几种不同频率的光子2nnn 12根据跃迁能量公式 hE mE n(mn)分别计算出各种光子的频率2使原子能级跃迁的是光子还是实物粒子？原子若是吸收光子的能量而被激发，则光子的能量必
2、须等于两能级的能量差，否则不被吸收不存在激发到 n2 时能量有余，而激发到 n3 时能量不足，则可激发到 n2 的情况原子还可吸收外来的实物粒子(例如自由电子) 的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差(EE mE n)，均可使原子发生能级跃迁3是跃迁还是电离？原子跃迁时，不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差若想把处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量如基态氢原子电离，其电离能为 13.6eV，只要能量等于或大于 13.6eV 的光子都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量
3、越大，原子电离后产生的电子具有的动能越大对点例题 氢原子的能级图如图 2 所示，欲使处于基态的氢原子跃迁，下列措施可行的是( )图 2A用 10.2eV 的光子照射B用 11eV 的光子照射C用 14eV 的光子照射D用 11eV 的电子碰撞解题指导 由玻尔理论的跃迁假设可知，氢原子在各能级间跃迁，只能吸收能量值刚好等于两能级能量差的光子由氢原子能级关系不难算出，10.2eV 刚好为氢原子 n1 和 n2的两能级能量差，而 11eV 则不是氢原子基态和任一激发态的能量差，因而氢原子能吸收前者被激发，而不能吸收后者对于 14eV 的光子，其能量大于氢原子电离能，足可使氢原子电离，而不受氢原子能级
4、间跃迁条件限制，由能量守恒定律不难知道，氢原子吸收14eV 的光子电离后产生的自由电子仍具有 0.4eV 的动能用电子去碰撞氢原子时，入射电子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要入射电子的动能大于或等于基态和某个激发态能量之差，也可使氢原子激发，故正确选项为 A、C、D.答案 ACD1如图 3 所示为氢原子的能级图，则下列说法正确的是( )图 3A若已知可见光的光子能量范围为 1.62eV3.11eV，则处于第 4 能级状态的氢原子，辐射光的谱线在可见光范围内的有 2 条B当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子的电势能增加，电子的动能增加C处于第 3 能级状态的氢原子，辐射出三
5、种波长分别为 1、 2、 3(123)的三条谱线，则 1 2 3D若处于第 2 能级状态的氢原子向基态跃迁时辐射出的光能使某金属板发生光电效应，则从第 5 能级跃迁到第 2 能级时辐射出的光也一定能使此金属板发生光电效应答案 A解析 若已知可见光的光子能量范围为 1.62eV3.11eV，则处于第 4 能级状态的氢原子，辐射光的谱线对应的能量分别为 E10.85eV( 1.51eV)0.66eV，E 20.85eV (3.4eV)2.55eV，E 30.85eV (13.6eV)12.75eV，E 41.51eV (3.4eV)1.89eV，E 51.51eV (13.6eV)12.09eV，
6、E 63.4eV (13.6eV)10.2eV，在可见光范围内的有 2 条，故 A 正确；当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，运动半径减小，则氢原子的电势能减小，而根据 k m 可知，电子的动能增加，故 B 错误；处于第 3 能级状态的氢原子，辐射q2r2 v2r出三种波长分别为 1、 2、 3(123)的三条谱线，则有 h3h 2h 1，且 ，因此ch h h ，即 ，故 C 错误；若处于第 2 能级状态的氢原子向基态跃迁后辐c3 c2 c1 13 12 11射出的光能使某金属板发生光电效应，由于从第 5 能级跃迁到第 2 能级时辐射出的光子的能量小于第 2 能级状态的氢原子向基态跃迁辐射出的光子的能量，不一定能使此金属板发生光电效应，故 D 错误2如图 4 所示，氢原子从 n2 的某一能级跃迁到 n2 的能级，辐射出能量为 2.55eV 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图 4答案 12.75eV 辐射跃迁图见解析图解析 氢原子从 n2 的某一能级跃迁到 n2 的能级，满足：hE nE 22.55eVEnh E20.85eV，所以 n4基态氢原子要跃迁到 n4 的能级，应提供的能量至少为 EE 4E 112.75eV.跃迁图如图所示：
