题目内容

18.如图所示为氢原子的能级结构示意图,一群氢原子处于n=3的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子,用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属钠.下列说法正确的是(  )
A.这群氢原子能辐射出三种不同频率的光,其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最长
B.这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小,电势能增大
C.能发生光电效应的光有三种
D.金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60eV

分析 根据数学组合公式${C}_{n}^{2}$求出辐射光子的种类,抓住辐射的光子能量等于两能级间的能级差求出辐射的光子能量,根据光电效应的条件判断能发生光电效应的光子种数,结合光电效应求出光电子的最大初动能.

解答 解:A、根据${C}_{3}^{2}$=3知,这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子,从n=3向n=2跃迁的光子频率最小,波长最长.故A正确.
B、氢原子辐射光子的过程中,能量减小,轨道半径减小,根据$k\frac{{e}^{2}}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$知,电子动能增大,则电势能减小.故B错误.
C、只有从n=3跃迁到n=1,以及从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量大于逸出功,所以能发生光电效应的光有两种.故C错误.
D、从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大,发生光电效应时,产生的光电子最大初动能最大,光子能量最大值为13.6-1.51eV=12.09eV,根据光电效应方程得,Ekm=hv-W0=12.09-2.49eV=9.60eV.故D正确.
故选:AD.

点评 解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律,即Em-En=hv,以及掌握光电效应方程,并能灵活运用.

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