Question

6．用大量具有12.5eV动能的电子，撞击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数量的氢原子的光谱线．氢原子的能级图如图所示，下列说法中正确的是（　　）

• A． 实验中能产生三种频率的谱线
• B． 波长最长的光子具有的能量为1.89eV
• C． 频率最高的光子具有的能量为12.5eV
• D． 电子撞击后的动能一定为2.3eV

Answer 1

分析 电子与氢原子碰撞可能部分能量被吸收，一群动能均为E_k=12.5eV的电子与大量处于基态的氢原子碰撞，跃迁的最高能级为第4能级．氢原子处于激发态不稳定，会向基态发生跃迁，从而即可求解．

解答 解：A、根据玻尔原子理论可知，原子只能处于几个固定的态，因此，处于基态的氢原子受具有12.5eV动能的电子撞击后，最多只能从基态跃迁到n=3的能级，根据${C}_{3}^{2}$=3，所以可能产生三种频率的光线．故A正确；
B、三种光线中，能量最低的，即为频率最低，波长最长的，因此处于第2能级的电子跃迁到第3能级时所发出的，
则有：△E=E₃-E₂=-1.51+3.4eV=1.89eV．故B正确；
C、同理，频率最高的光子，即为从第1能级跃迁到第3能级时，发出的光线，则有：：△E=E₃-E₁=-1.51+13.6eV=12.09eV，故C错误；
D、由上分析可知，电子可能从基态跃迁到第2能级和第3能级两种情况，根据能量守恒定律可知，电子撞击后的动能为：0.41eV或2.3eV．故D错误．
故选：AB．

点评 解决本题的关键能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，氢原子处于激发态不稳定，会向基态发生跃迁．