Question

11．已知氢原子的能级图如图所示，则下列有关处于基态的氢原子向激发态跃迁的说法中正确的是（　　）

• A． 一个具有E_k0=13.60eV动态，处于基态的氢原子和一个静止的同样处于基态的氢原子发生对心碰撞，可能跃迁到n=2能级的第一激发态
• B． 一个具有E_k0=13.60eV动态，处于基态的氢原子与一个静止的同样处于基态的氢原子发生对心碰撞，原子不可能跃迁到其他激发态
• C． 用能量为12.3eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，受光子照射后，原子能跃迁到n=2能级的轨道上去
• D． 用能量为12.3eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，受光子照射后，原子不能跃迁到其他轨道上去
• E． 用动能为12.3eV的电子去射向一群处于基态的氢原子，氢原子受电子照射后，原子能跃迁到n=2能级的轨道上去

Answer 1

分析 根据碰撞过程中的动量守恒与能量守恒求解碰撞前运动氢原子的最小动能，与给出的原子的动能比较即可；吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需等于两能级间的能级差；根据电子的碰撞，光子可以获取10.2eV能量，从而发生跃迁．

解答 解：AB、要使运动氢原子的速度最小，则必须使二氢原子发生正碰时氢原子发生完全非弹性碰撞损失的动能将全部被基态氢原子所吸收，
由玻尔理论知二基态氢原子碰撞时损失的动能的最小值必为氢原子从n=1激发到n=2能级的能量差△E=E₂-E₁=（-3.4）-（-13.6）=10.2eV  ①
设碰前运动的氢原子最小速度为v₀，初动能为E_k，碰后二氢原子速度为v，
由动量守恒得mv₀=2mv，②
由能量守恒得：$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$=$\frac{1}{2}$•2mv2+△E   ③
$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$=E₀   ④
代入数据得：E₀=20.4eV＞13.6eV
所以不能使基态氢原子发生能级跃迁，故A错误，B正确；
CD、吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需等于两能级间的能级差，即△E=E₂-E₁=（-3.4）-（-13.6）=10.2eV，
因此用能量为12.3eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，受光子照射后，原子不能跃迁到其他轨道上去，故C错误，D正确；
E、当用动能为12.3eV的电子去射向一群处于基态的氢原子，氢原子受电子照射后，原子可能吸收10.2eV的能量，从而使得原子能跃迁到n=2能级的轨道上去，故E正确；
故选：BDE．

点评 解决本题的关键知道能级差与吸收或辐射光子能量的关系，即E_m-E_n=hv．并掌握碰撞中的动量守恒定律与能量守恒，注意用光子照射与电子碰撞，产生的不同情况．