德國物理學家弗蘭克林和赫茲進行過氣體原子激發(fā)的實驗研究.如圖(1)他們在一只陰極射線管中充了要考察的汞蒸氣.陰極發(fā)射出的電子受陰極K和柵極R之間的電壓UR加速,電子到達柵極R時,電場做功eUR.此后電子通過柵極R和陽極A之間的減速電壓UA.通過陽極的電流如圖(2)所示,隨著加速電壓增大,陽極電流在短時間內(nèi)也增大.但是到達一個特定的電壓值UR后.觀察到電流突然減。谶@個電壓值上,電子的能量剛好能夠激發(fā)和它們碰撞的原子.參加碰撞的電子交出其能量,速度減小,因此到達不了陽極,陽極電流減。甧UR即為基態(tài)氣體原子的激發(fā)能.得到汞原子的各條能級比基態(tài)高以下能量值:4.88eV,6.68eV,8.78eV,10.32eV.若一個能量為7.97eV電子進入汞蒸氣后測量它的能量可能是( 。
分析:利用氫原子能級以及光子的發(fā)射和吸收等知識點進行求解
①原子處于基態(tài)時最穩(wěn)定,處于較高能級時會自發(fā)地向低能級躍遷,經(jīng)過一次或幾次躍遷到達基態(tài),躍遷時以光子的形式放出能量. 
②原子在始末兩個能級Em和En(m>n)間躍遷時發(fā)射光子的頻率為ν,其大小可由下式?jīng)Q定:hυ=Em-En. 
③如果原子吸收一定頻率的光子,原子得到能量后則從低能級向高能級躍遷. 
④原子的能量包括電子的動能和電勢能(電勢能為電子和原子共有)即:原子的能量En=EKn+EPn.軌道越低,電子的動能越大,但勢能更小,原子的能量變小.
解答:解:若一個能量為7.97eV電子進入汞蒸氣后,如果原子吸收其能量,將由低能級向高能級躍遷,
若吸收能量為4.88ev,則電子進入汞蒸氣后測量它的能量△E=7.97-4.88=1.29ev;
若吸收能量為6.68ev,則電子進入汞蒸氣后測量它的能量△E=7.97-6.68=3.09ev;
若未被吸收,則為7.97ev.
故能測量出進入汞蒸氣后電子的能量,則測得的能量值可能為1.29eV或3.09eV或7.97eV,
故選:ACD.
點評:主要考查你對氫原子能級以及能級躍遷等考點的理解,注意能級躍遷需要的能量不是連續(xù)性的,而是滿足hυ=Em-En
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:0104 模擬題 題型:不定項選擇

德國物理學家弗蘭克林和赫茲進行過氣體原子激發(fā)的實驗研究,其研究過程可簡單敘述為他們在如圖所示的一只陰極射線管中充入要考察的汞蒸氣,陰極發(fā)射出的電子受陰極K和柵極R之間的電壓UR加速,電子獲得能量后就能夠激發(fā)和它碰撞的汞原子,參加碰撞的電子交出部分能量后速度減小,若實驗得到汞原子的各能級比基態(tài)高以下能量值:4.88eV,6.68 eV,8.78 eV,10.32eV(此為汞原子的電離能)。若現(xiàn)有加速到能量為7.97eV的電子進入汞蒸氣后
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A.不能使汞原子激發(fā),更不能使汞原子電離
B.能使全部原子激發(fā),且能使大部分汞原子電離
C.若能測量出進入汞蒸氣后電子的能量,則測量的能量值可能為4.88eV或6.68 eV
D.若能測量出進入汞蒸氣后電子的能量,則測得的能量值可能為1.29eV或3.09eV或7.97eV

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