题目内容

【题目】氢原子能级图如图所示,由能级图求:

1如果有很多氢原子处于n=3的能级,在原子回到基态时,可能产生哪几种跃迁?出现几种不同光谱线?

2如果用动能为11eV的外来电子去激发处于基态的氢原子,可使氢原子激发到哪一个能级上?

3如果用能量为11eV的外来光去激发处于基态的氢原子,结果又如何?

【答案】1出现三种光谱线 2n=2的能级3不能使氢原子激发

【解析】1对于处于n=3的很多氢原子而言,在它们回到n=1的基态时,可能观测到三条不同频率的光谱线,其频率分别为292×1015Hz、451×1014Hz、247×1015Hz

2从氢原子能级图可以推算出:

氢原子从n=1的能级激发到n=2的能级时所需吸收的能量

ΔE21=E2-E1=-34--136eV=102eV

如果氢原子从n=1的能级激发到n=3的能级,那么所需吸收的能量为

ΔE31=E3-E1=-151--136eV=1209eV

因为外来电子的能量E=11eV,和上述计算结果相比较可知:

ΔE21<E<ΔE31

所以具有11eV能量的外来电子,只能使处于基态的氢原子激发到n=2的能级,这时外来电子剩余的动能为:E-ΔE21=11 eV-102 eV=08eV

3如果外来光子的能量E=11eV,由于光子能量是一个不能再分割的最小能量单元,当外来光子能量不等于某两级能量差时,则不能被氢原子所吸收,自然,氢原子也不能从基态激发到任一激发态。

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