Question

16．如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于量子数为n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是（　　）

• A． 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
• B． 由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光频率最小
• C． 用n=4能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射逸出功为4.54 eV的金属钨能发生光电效应
• D． 若是一个氢原子处于n=4能级，则最多可辐射3种不同频率的光

Answer 1

分析 根据数学组合公式得出这些氢原子跃迁时辐射不同频率光子的种数；跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差最小，则辐射的光子频率最小．根据辐射的光子能量与金属的逸出功比较，判断能否发生光电效应．

解答 解：A、根据${C}_{4}^{2}$=6知，这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光，故A错误．
B、由能级图可知，n=4和n=3间的能级差最小，从n=4跃迁到n=3辐射的光子频率最小，故B错误．
C、从n=4跃迁到n=2辐射的光子能量△E=-0.85-（-3.40）eV=2.55eV，小于金属的逸出功，不能发生光电效应，故C错误．
D、一个氢原子处于n=4能级，最多可辐射3种不同频率的光子，即从n=4跃迁到n=3，n=3跃迁到n=2，n=2跃迁到n=1，故D正确．
故选：D．

点评 本题考查了光电效应、能级跃迁的综合运用，知道辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子能量越大．注意一群氢原子和一个氢原子处于n=4激发态，辐射的光子频率的种数不同．