Question

20．如图所示为氢原子的能级，已知：实验时用紫外线照射锌板会发生光电效应，可见光的光子能量范围为1.62eV～3.11eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（　　）

• A． 用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象
• B． 用能量为11.0eV的自由电子轰击，可使处于基态的氢 原子跃迁到激发态
• C． 处于n=2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线
• D． 处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离
• E． 用波长为60nm的伦琴射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子

Answer 1

分析 氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量与锌板的逸出功的关系判断是否发生光电效应现象．
用能量为11.0eV的电子轰击，基态的氢原子吸收的能量可以等于10.2eV．
紫外线的频率大于3.11eV，判断n=3能级的氢原子可以吸收紫外线后，能量是否大于0，即可知是否电离．
要使处于基态的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从基态跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：hγ=0-E₁．

解答 解：A、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；
B、用能量为11.0eV的电子轰击，基态的氢原子吸收的能量可以等于10.2eV，可以使处于基态的氢原子跃迁到n=2能级，故B正确；
C、紫外线光子的最小能量为3.11eV，处于n=2能级的氢原子的电离能为3.4eV，故紫外线不能被n=2能级的氢原子吸收，故C错误；
D、紫外线光子的最小能量为3.11eV，处于n=3能级的氢原子的电离能为1.51eV，故处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离，故D正确；
E、氢原子在基态时所具有的能量为-13.6eV，将其电离变是使电子跃迁到无穷远，
根据玻尔理论所需的能量为13.6eV的能量，hν=0-E₁ ，
解得：ν=3.26×10¹⁵Hz．
所以用频率为5×10¹⁵Hz的电磁波照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子，故E正确；
故选：BDE．

点评 解决本题的关键知道什么是电离，以及能级的跃迁满足hγ=E_m-E_n，注意吸收光子是向高能级跃迁，释放光子是向低能级跃迁，同时掌握吸收或释放能量要正好等于能级之差．