Question

一群氢原子处于量子数n=4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：
（1）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？
（2）用（1）中的光子照射如表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？

金属	铯	钙	镁	钛
逸出功W/eV	1.9	2.7	3.7	4.1

Answer 1

分析：（1）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．
（2）根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，通过光电效应方程求出光电子的最大初动能．

解答：解：（1）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即：
E=E₄-E₂=-0.85+3.40eV=2.55eV．
（2）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应． 根据光电效应方程得：
E_km=hv-W₀=2.55-1.9eV=0.65eV．
答：（1）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是2.55eV    
（2）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．最大初动能为0.65eV．

点评：解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，以及掌握光电效应的条件和光电效应方程．