题目内容

【题目】“通过观测的结果，间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段，如通过光电效应实验确定了光具有粒子性。弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，GA间加有0.5V电压的反向电场使电子减速，电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入汞蒸汽后，发现KG间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图2所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释。仅依据本实验结果构建的微观图景合理的是

A.汞原子的能量是连续变化的

B.存在同一个电子使多个汞原子发生跃迁的可能

C.相对于G极，在K极附近时电子更容易使汞原子跃迁

D.电流上升，是因为单位时间内使汞原子发生跃迁的电子个数减少

【答案】B

【解析】

A.从图可知，电流、电压是起伏变化的，即汞原子吸收电子能量是跃迁的，不是连续的，故选项A错误；

B.间电压每升高4.9V时，电流表的示数就会显著下降，这说明4.9eV的能量可能对应汞原子低能级之间的一次跃迁，当电子的动能较大时，存在同一个电子使多个汞原子发生跃迁的可能，故选项B正确；

C.汞原子发生跃迁吸收的能量来自于与电子碰撞时电子的动能，电子的动能越大，越容易使汞原子获得足够的能量发生跃迁；间加的电压使电子加速，因此相对于极，在极附近时电子动能较小，不容易使汞原子发生跃迁，故选项C错误；

D.电流上升，是因为电子通过电场加速，与汞原子碰撞后，剩余动能较多，以至于在间运动时，有足够的能量克服其间的反向电场力做功，到达处的电子数较多，故选项D错误。

练习册系列答案
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