题目内容
19.如图所示,为氢原子的能级图,一群处于量子数n=4的激发态氢原子,能够自发地跃迁到较低的能量状态,并向外辐射光子.(已知可见光的光子的能量范围为1.64~3.19eV,锌板的逸出功为3.34eV),则向外辐射多种频率的光子中( )A. | 最多有4种频率的光子 | |
B. | 最多有3种频率的可见光 | |
C. | 能使锌板发生光电效应的最多有4种频率的光子 | |
D. | 能使锌板发射出来的光电子,其最大初动能的最大值为9.41 eV |
分析 根据组合${C}_{n}^{2}$,求出氢原子最多发出谱线的种数.根据能级的跃迁满足hγ=Em-En即可;并依据光电效应发生条件:入射光的能量大于或等于锌板的逸出功,及光电效应方程的Ekm=hγ-W,即可一一求解.
解答 解:A、根据组合${C}_{4}^{2}$=6,得处于n=4的激发态一共可能产生6条光谱线,故A错误;
B、根据能级的跃迁满足hγ=Em-En得产生的光子能量分别是12.75 eV,12.09eV,10.2eV,2.55eV,1.89eV,0.66eV,可见光的光子能量范围约为1.64eV~3.19eV.所以可以产生二条在可见光区的光谱线,故B错误;
C、因锌板的逸出功为3.34eV,而一群处于量子数n=4的激发态氢原子,向基态跃迁过程中,产生的光子能量分别是12.75 eV,12.09eV,10.2eV,2.55eV,1.89eV,0.66eV,依据光电效应产生条件:入射光的能量大于或等于锌板的逸出功,能使锌板发生光电效应的最多有3种频率的光子,故C错误;
D、依据光电效应方程:Ekm=hγ-W,使锌板发射出来的光电子,其最大初动能的最大值为Ekm=12.75-3.34=9.41 eV,故D正确;
故选:D.
点评 考查数学组合公式,掌握能级的跃迁,激发态不稳定,会向基态发生跃迁,理解光电效应的条件与其方程的内容.
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