Question

4．已知可见光光子的能呈在1.64eV-3.19eV之间，氯原子的能级图如图所示．现有大量氢原子处于量子数n=5的能级状态，以下说法正确的是（　　）

• A． 氢原子由高能级向低能级跃迁时，核外电子的动能、电势能均减小
• B． 氧原子由高能级向低能级跃迁时，核外电子的动能增大而电势能减小
• C． 这些氢原子可能辐射4种频率的光子，其中属于可见光光子的有1种
• D． 这些氣原子可能辐射10种频率的光子，其中属于可见光光子的有3种

Answer 1

分析 从高能级向低能级跃迁，原子能量减小，根据电子轨道半径的变化得出电子动能的变化，从而得出电势能的变化．根据数学组合公式得出这些氢原子可能辐射不同频率光子的种数，结合能级差等于辐射的光子能量确定可见光有几种．

解答 解：A、氢原子由高能级向低能级跃迁时，原子能量减小，电子轨道半径减小，根据$k\frac{{e}^{2}}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$得，电子动能增大，由于原子能量等于电势能和电子动能之和，可知电势能减小，故A错误，B正确．
C、根据${C}_{5}^{2}$=10知，这些氢原子可能辐射10种不同频率的光子，从n=5跃迁到n=2，n=4跃迁到n=2，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量在1.64eV-3.19eV之间，可知其中属于可见光光子有3种，故C错误，D正确．
故选：BD．

点评 解决本题的关键掌握判断原子能量、电子动能、电势能变化的方法，知道能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差．