Question

【題目】氫原子能級(jí)圖如圖所示，由能級(jí)圖求：

（1）如果有很多氫原子處于n＝3的能級(jí)，在原子回到基態(tài)時(shí)，可能產(chǎn)生哪幾種躍遷？出現(xiàn)幾種不同光譜線？

（2）如果用動(dòng)能為11eV的外來電子去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，可使氫原子激發(fā)到哪一個(gè)能級(jí)上？

（3）如果用能量為11eV的外來光去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，結(jié)果又如何？

Answer 1

【答案】（1）出現(xiàn)三種光譜線 （2）n＝2的能級(jí)（3）不能使氫原子激發(fā)

【解析】（1）對(duì)于處于n＝3的很多氫原子而言，在它們回到n＝1的基態(tài)時(shí)，可能觀測(cè)到三條不同頻率的光譜線，其頻率分別為2．92×1015Hz、4．51×1014Hz、2．47×1015Hz

（2）從氫原子能級(jí)圖可以推算出：

氫原子從n＝1的能級(jí)激發(fā)到n＝2的能級(jí)時(shí)所需吸收的能量

ΔE21＝E2－E1＝－3．4－（－13．6）eV＝10．2eV

如果氫原子從n＝1的能級(jí)激發(fā)到n＝3的能級(jí)，那么所需吸收的能量為

ΔE31＝E3－E1＝－1．51－（－13．6）eV＝12．09eV

因?yàn)橥鈦黼娮拥哪芰縀電＝11eV，和上述計(jì)算結(jié)果相比較可知：

ΔE21<E電<ΔE31

所以具有11eV能量的外來電子，只能使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)到n＝2的能級(jí)，這時(shí)外來電子剩余的動(dòng)能為：E外－ΔE21＝11 eV－10．2 eV＝0．8eV

（3）如果外來光子的能量E光＝11eV，由于光子能量是一個(gè)不能再分割的最小能量單元，當(dāng)外來光子能量不等于某兩級(jí)能量差時(shí)，則不能被氫原子所吸收，自然，氫原子也不能從基態(tài)激發(fā)到任一激發(fā)態(tài)。