题目内容

18．如图所示为氢原子最低的四个能级图：
（1）若一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时最多激发出6种不同频率的光子；由n=4跃迁到n=3时发出光子的频率最小；已知金属钾的逸出功为2.22eV，在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有4种．
（2）用下列几种能量的光子（或电子）照射（或轰击）处于基态的氢原子，能使氢原子发生跃迁或电离的是BC
A．9eV的电子                  B．15eV的光子                        C．12eV的电子                      D．12eV的光子．

分析 根据${C}_{n}^{2}$求出氢原子发出光子的种数．根据hγ=Em-En，可知在何能级间跃迁发出光的频率最小．
基态的氢原子发生跃迁吸收放出光子的能量满足hγ=Em-En．吸收光子能量后，总能量大于等于0，发生电离．

解答 解：（1）根据${C}_{4}^{2}$=6，知这群氢原子最多能发出6种频率的光．
因为放出的光子能量满足hγ=Em-En，知，从n=4能级跃迁到n=3能级发出光的频率最小．
金属钾的逸出功为2.22eV，在这些光波中，只有从n=4能级跃迁到n=3能级，与从n=3能级跃迁到n=2能级发出光的能量小于2.22eV，
因此能够从金属钾的表面打出光电子的总共4种；
（2）A、基态的氢原子吸收9eV光子，能量为-13.6+9eV=-4.6eV，此值不满足各能级跃迁的能级差，因此不能发生跃迁，所以该光子不能被吸收．故A错误．
B、基态的氢原子吸收15eV光子，能量为-13.6+15eV=1.4eV＞0，发生电离．故B正确；
C、由于是电子轰击，可能部分吸收，基态的氢原子吸收10.2eV的电子，能量为-13.6+10.2eV=-3.4eV，能发生跃迁，故C正确．
D、基态的氢原子吸收12eV光子，能量为-13.6+12eV=-1.6eV，此值不满足各能级跃迁的能级差，因此不能发生跃迁，所以该光子不能被吸收，故D错误；
故答案为：（1）6，4，3，4；（2）BC．

点评 解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足hγ=Em-En．掌握光子与电子照射（或轰击）的区别：电子可部分吸收，而光子完全吸收．

练习册系列答案
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