题目内容

(玻尔理论+电流定义)氢原子处于基态时,原子能量E1=-13.6 eV,已知电子电量e=1.6×10-19 C,电子质量m=0.91×10-30 kg,氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.53×10-10 m.

(1)若要使处于n=2的氢原子电离,至少要用频率多大的电磁波照射氢原子?

(2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流,则氢原子处于n=2的激发态时,核外电子运动的等效电流多大?

(3)若已知钠的极限频率为6.00×1014 Hz,今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠,试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应?

答案:
解析:

  解:(1)要使处于n=2的氢原子电离,照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处,最小频率的电磁波的光子能量应为:

  得Hz,

  (2)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动,库伦力作向心力,有

   ① 其中

  根据电流强度的定义 ②

  由①②得 ③

  将数据代入③得A

  (3)由于钠的极限频率为6.00×1014 Hz,则使钠发生光电效应的光子的能量至少为

  eV=2.486 eV

  一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光子,要使钠发生光电效应,应使跃迁时两能级的差,所以在六条光谱线中有、、、四条谱线可使钠发生光电效应.


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