题目内容
处在E1=-13.6eV能级的氢原子吸收某个光子后,其核外电子绕核旋转的动能变为Ek=1.51eV,已知核外电子势能的绝对值是其动能的两倍,则( )A.该光子的能量一定是12.09eV
B.该光子的能量可能大于12.09eV
C.在跃迁过程中电子克服原子核的引力做功12.09eV
D.在基态时电子绕核旋转的动能一定小于1.51eV
【答案】分析:吸收光子后能量增加,但能量仍为负值,所以电势能为负值,通过能级差等于吸收光子的能量得出光子能量的大小.根据电势能的变化确定库仑引力的做功情况.
解答:解:A、吸收光子后,电子的势能Ep=-2Ek=-3.02eV,此时的能量为E=EK+Ep=-1.51eV,所以吸收的光子能量为13.6-1.51eV=12.09eV.故A正确,B错误.
C、设处于基态的氢原子电子势能为EP,有EK+EP=-13.6eV,又Ep=-2Ek,解得EK=13.6eV,EP=-27.2eV,电势能增加量△EP=-3.02-(-27.2)=24.18eV,所以克服原子核引力做功为24.18eV.故C、D错误.
故选A.
点评:解决本题的关键知道原子能量等于动能和电势能之和,知道势能变化与库仑引力做功的关系.
解答:解:A、吸收光子后,电子的势能Ep=-2Ek=-3.02eV,此时的能量为E=EK+Ep=-1.51eV,所以吸收的光子能量为13.6-1.51eV=12.09eV.故A正确,B错误.
C、设处于基态的氢原子电子势能为EP,有EK+EP=-13.6eV,又Ep=-2Ek,解得EK=13.6eV,EP=-27.2eV,电势能增加量△EP=-3.02-(-27.2)=24.18eV,所以克服原子核引力做功为24.18eV.故C、D错误.
故选A.
点评:解决本题的关键知道原子能量等于动能和电势能之和,知道势能变化与库仑引力做功的关系.
练习册系列答案
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一群处在第二能级的氢原子跃迁回基态时释放出光子的频率是多大?用这种频率的光照射下表所列金属时,哪几种金属能发生光电效应?产生光电子的最大初动能是多大?已知E1=-13.6eV,1eV=1.6×10-19J,h=6.63×10-34J?s,计算时不考虑相对论效应.(保留两位有数数字)
金属种类 | 银 | 锌 | 钾 | 铯 |
极限频率/Hz | 11.5×1014 | 8.07×1014 | 5.38×1014 | 4.55×1014 |