(2007?江蘇)μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為μ氫原子(hydrogen muon atom),它在原子核物理的研究中有重要作用.圖為μ氫原子的能級示意圖.假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n=2能級的μ氫原子,μ氫原子吸收光子后,發(fā)出頻率為γ1、γ2、γ3、γ4、γ5、和γ6的光,且頻率依次增大,則E等于(  )
分析:μ子吸收能量后向高能級躍遷,而較高能級不穩(wěn)定會自發(fā)的向所有的較低能級躍遷,只有躍遷到基態(tài)后才能穩(wěn)定,故輻射光子的種類為
C
2
n
.能級差越大,輻射的光子的頻率越高.
解答:解:μ子吸收能量后從n=2能級躍遷到較高m能級,然后從m能級向較低能級躍遷,若從m能級向低能級躍遷時如果直接躍遷到基態(tài)n=1能級,則輻射的能量最大,否則躍遷到其它較低的激發(fā)態(tài)時μ子仍不穩(wěn)定,將繼續(xù)向基態(tài)和更低的激發(fā)態(tài)躍遷,即1、2、3…m任意兩個軌道之間都可以產(chǎn)生一種頻率的輻射光,
故總共可以產(chǎn)生的輻射光子的種類為
C
2
m
=
m(m-1)
2
=6,
解得m=4,
即μ子吸收能量后先從n=2能級躍遷到n=4能級,然后從n=4能級向低能級躍遷.
輻射光子的按能量從小到大的順序排列為4能級到3能級,能級3到能級2,能級4到能級2,能級2到能級1,能級3到能級1,能級4到能級1.所以能量E與hν3相等.
故C正確.
故選C.
點評:本題需要同學們理解μ子吸收能量后從較低能級躍遷到較高能級,而較高能級不穩(wěn)定會自發(fā)的向較低能級躍遷,只有躍遷到基態(tài)后才能穩(wěn)定,故輻射光子的種類為
C
2
n
,這是高考的重點,我們一定要熟練掌握.
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