题目内容

氢原子处基态时,原子的能量为E1,处于n=3的激发态时,原子的能量为E3,一群处于n=3激发态的氢原子跃迁到n=1的基态时,可能向外辐射    种不同频率的光子.已知普朗克常数为h,光在真空中传播的速度为C,其中最短波长是    ,若用该光子去照射某种金属,恰能产生光电效应,则该金属的逸出功是   
【答案】分析:根据数学组合公式求出激发态的氢原子向基态跃迁时,可能向外辐射光子的种数.辐射光子能量越大,频率越大,波长越短,根据求出最短波长.根据光电效应的条件求出金属的逸出功.
解答:解:因为=3,一群处于n=3激发态的氢原子跃迁到n=1的基态时,可能向外辐3种不同频率的光子.
从第3能级跃迁到基态辐射的光子能量最大,波长最短,有:,解得
当入射光子的能量大于逸出功时,可以发生光电效应,所以W=E3-E1
故答案为:3,,E3-E1
点评:解决本题的关键掌握辐射光子的能量与能级差的关系,以及掌握光电效应的条件.
练习册系列答案
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  太阳是银河系中极为普通的一颗恒星,剧烈的热核反应使之不断地向外辐射能量,太阳辐射的能量绝大部分集中在紫外波段、可见光波段和红外光波段,它们的能量分别占总辐射量的9%,44%和47%.

  地球的大气层中,基本不变的成分为氧、氮、氩等,占大气总量的99.96%,可变气体成分主要有、水汽和臭氧等,这些气体的含量极小,但对大气物理状况的影响极大.

  大气臭氧层一般是指高度在离地面10km~15km的大气层,其中臭氧浓度很低,将它折合成标准状况,其总累积厚度也不过0.3cm,其含量虽小,但对地球的气候和生物影响很大,如臭氧层空洞每增加1%,人类患皮肤癌比率将增加2%~3%.

(1)大气压强p随距地面高度h(m)的增大而减小,经验公式为·,其中为地表的气压值,e=2.718.若臭氧层集中在24km的高空处,设在该高度处的温度为-50℃,试估算臭氧层的厚度.

(2)设地球半径为R,在离地面20km~30km处的平均温度为,压强为,地球表面温度为2,大气压强为1×,请写出这部分臭氧全部集中在地表的厚度H的表达式.

(3)由于臭氧在紫外光波长200nm~300nm的谱段有强吸收带,在300nm~340nm的谱段有弱的吸收带,在440nm~740nm可见光区有吸收带,所以臭氧层可以大量吸收紫外线和可见光.

①紫外线产生的微观机理是

[  ]

  A.振荡电路中自由电子的运动而产生的

  B.原子的外层电子受到激发而产生的

  C.原子的内层电子受到激发而产生的

  D.原子核受到激发而产生的

②氢原子处于基态时能量为=-13.6eV,它从n=2能级向基态跃迁时,发生的紫外线波长为多少?(h=6.63×J·s)

③若用上述两种波长的紫外光照射银板,试计算说明哪个谱段的光线可能使银板产生光电效应.(银的极限频率为1.15×Hz)

 卢瑟福的原子核式结构模型虽然获得了很大成功,却存在着严重困难.丹麦年轻的物理学家玻尔于1913年提出了玻尔模型.玻尔模型的内容为三个基本假定:①定态条件:电子在一些具有确定能量的“定态”轨道上运动,不会损失能量.②频率条件:当电子从一个“允许轨道”跃迁到另一个“允许轨道”时,会以电磁波形式放出或吸收能量,放出 (吸收)光子的频率为.③量子化条件:mVR= (量子数n=1,2,3…)

玻尔将原子结构与光谱联系起来,成功地描述了氢原子的结构,揭开了30年来令人费解的氢光谱之谜,对物理学作出了重大贡献.

(1)试用玻尔模型和有关知识证明,氢原子的轨道半径是不连续的.

(2)微观世界有一个重要的规律叫“不确定关系”.

能量的不确定关系是       △E·△t≥h/4π.

△E是粒子所处的能量状态的不确定范围;△t是在此能量状态下粒子存在的时间范围;h是普朗克常量(6.63×10-34J·s).从此式可知,能量的不可确定值△E一旦肯定,那么时间的不可确定的范围必定要大于某一值,△t≥h/(4π△E),反过来也一样. 现在可以用能量的不确定关系来估算氢光谱每一根谱线的“宽度”,即频率范围.根据玻尔模型,光谱是原子中电子从激发态回到较低能量状态时发出的光子产生的.若已知氢原子在某一激发态的“寿命”△t=10-9S,求它回到基态时产生光谱的频率范围△V.

 

 

 

 

 

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