氢原子跃迁规律及其应用.pdf

竹2 r1 E j 1 1 式中竹为量子数 规一1 2 3 4 E 1 一1 3 6e V n 0 5 3 1 0 1 0m 所以电子在离氢原子核较 疗E e V 远轨道上运动时 原子能量大 4 一0 8 5 根据E 7 E 1 E l 一一1 3 6 3 一1 5 1 e V 可以绘出如图1 所示的氢原 2 一3 4 子的能级图 万方数据 也能使氢原子发生跃迁 电子和氢原子碰撞也能使氢原子发生跃迁 此 时电子的动能要大于或等于某2 个能级差 下面举例 说明 名例1 如图2 所示 某光电 糟E e V 管的阴极为金属钾制成 它的逸 耳 一o 8 5 出功为2 2 1e V 图1 是氢原子 3 1 5 1 的能级图 一群处于行一4 能级 2 一34 的氢原子向低能级跃迁时 辐射 的光照射到该光电管的阴极上 这束光中能使金属钾发生光电 1 一1 3 6 效应的光谱线条数是 图2 A2 条 B4 条 C5 条 D6 条 歹乏析 由爱因斯坦的光电效应方程h v W l m 可2 可知 要想发生光电效应 v W 则需 E 4 1 1 3 6e V 一0 8 5e V 1 2 7 5e V E 3 l 一1 3 6e V 一1 5 1e V 1 2 0 9e V E 2 1 1 3 6e V 一3 4e V 1 0 2e V E 4 2 3 4e V 一0 8 5e V 2 5 5e V E 3 z 一3 4e V 1 5 1e V 1 8 9e V E 4 3 1 5 1e V O 8 5e V 0 6 6e V 其中E l 2 2 1e V E l 2 2 1e V E z l 2 2 1 e V E 2 2 1e V 所以能使金属钾发生光电效应的 光谱线条数有4 条 故本题答案选B 囊P 二例2弘子与氢原子核 刀E e V 质子 构成的原子称为肛氢芋 o 1 0 1 2 原子 它在原子核物理的研究 4 1 5 8 1 中有重要作用 如图3 所示为 3 2 8 1 1 肛氢原子的能级示意图 假定 2 6 3 2 4 光子能量为E 的一束光照射 l 2 5 2 9 6 容器中大量处于 z 一2 能级的 图3 弘氢原子 肛氢原子吸收光子 后 发出频率为v 1 v v v v 和y 的光 且频率依次 增大 则E 等于 Ah v 3 一 iBh v s v 6 Chu3 Dh v 4 Q 由题意可知 弘氢原子吸收光子后 发出频率 解析为v v v v 和y 的光 说明p 氢原子 吸收光子后就会从n 2 的能级跃迁到行一4 的能级 吸收光子的能量为E E 4 2 然后再从r t 4 的能级往 低能级跃迁 如 4 3 4 3 表示弘氢原子从咒一4 的 能级跃迁到l l 3 的能级 4 2 4 1 3 2 3 1 2 1 就刚好有6 种不同频率的光发出 因频率依次增 大 根据原子发射或吸收光子时 满足玻尔理论的跃 迁假设和己t E 3 E 2 E 2 E 2 E 4 3 所以E E 一h v 故本题答案选C 名例3 根据玻尔理论 当氢原子吸收一个光子 后 电子在新的轨道上运动 则以下正确的是 A 电子的运动半径增大 B 电子的动能减小 C 电子的周期减小 D 电子的电势能减小 p 当氢原子吸收一个光子后 电子从低能级跃 躲析迁到高能级 电子的轨道半径增大 由譬一迁到高能级 电子的轨道半径增大 由每一 m 芒 则电子的动能E 一百1m 可z 等 r 增大 则动能 越小 i 主t k r e z m r 丁4 f f 2 可得T 一堑芝 所以r 增大 则周期增大 电子在向离原子核较远的轨道上运动时 电场力做负功 电子的电势能增大 故本题答案选 A B Z 例4 用紫外线照射一些物质时会发生荧光效 应 即物质发出可见光 这些物质中的原子先后发生 两次跃迁 其能量变化分别为IA E I 和lA E I 下列关 于原子这两次跃迁的说法中正确的是 A 两次均向高能级跃迁 且l x E I IA E 1 B 两次均向低能级跃迁 且I A E I I E I C 先向高能级跃迁 再向低能级跃迁 且 f E 1l I E 2 n用紫外线照射一些物质时 原子向高能级跃 j 勰析迁 吸收紫外线光子能量为 fA E l h v 紫外 物质会发生荧光效应 即物质发出可见光 原子向低 能级跃迁 放出可见光光子的能量为IA E I 峋见 由于喙外 峋晃