试问基态氢原子能否吸收可见光？(氢原子基态能级为-136 ….doc

1 试问基态氢原子能否吸收可见光 氢原子基态能级为 13 6 eV 答 不可以 可见光范围内的波长为380nm 780nm 对应的光子能量是3 27eV 1 59eV 比氢原子的基态能级来的小 可吸收的光子能量 两个能级间的能量差 2 一个单电子原子 已知量子数s 1 2 j 5 2 试用符号写出其可能的能级状态 注 不考虑核自旋和外场作用 答 s 1 2 j 5 2 所以l的取值2或3 当l 2时 n 3 4 5 能级状态有 当l 3时 n 4 5 6 能级状态有 3 正常塞曼效应和反常塞曼效应的区别在哪 在磁场作用下 钠原子22P1 2 22S1 2跃迁所产生塞曼效应为哪种形式 试分析它在磁场作用下两能级的分裂情况 并据此说明发射谱线情况 答 正常塞曼效应 一条谱线分裂成三条 裂距按波数计算正好等于一个洛仑兹单位 L0 eB 4 mc 的现象 反常塞曼效应 一条谱线分裂成更多条且裂距大于或小于一个洛仑兹单位的现象 只有自旋为单态 即总自旋为0的谱线才表现出正常塞曼效应 非单态的谱线在磁场中表现出反常塞曼效应 谱线分裂条数不一定是3条 间隔也不一定是一个洛伦兹单位 钠原子22P1 2 22S1 2跃迁是反常塞满效应 对于这两个能级 mJ 两个能级均分裂成两条谱线 因为 满足选择定则 故每两个能级之间均能跃迁 发射谱线有4条 4 钠原子从跃迁的光谱线波长为589 6nm 在的磁场中发生塞曼分裂 问垂直于磁场方向观察 其分裂为多少条光谱 并请给出波长最长和波长最短的两条光谱线的波长 答 设前能级为E1 分裂能级为E1 E1 后能级为E2 分裂能级为E2 E2 Ei g mJ uB B g1mJ1 1 3 g2mJ2 1 E E1 E1 E2 E2 EMAX hc 4 3 uB B hc min min 589 55nm EMIN hc 4 3 uB B hc max max 589 65nm 5 1个双原子分子的转动能级J 5到J 6跃迁的吸收线波长为1 35 cm 试计算 1 转动能级J 0到J 1的吸收线的波长和频率 2 该分子的转动惯量 答 1 E65 h 2 2I 6 6 1 5 5 1 6 h 2 I hc 故 3 4 05cm 8 1 cm 2 I 3h 2pi 2 c 4 54 10 45kg m 2 6 核爆炸中火球的瞬时温度可达107 K 1 估算辐射最强的电磁波长 2 这种电磁的能量是多少 答 1 m 2897 9 T 0 29nm 2 E h c h 6 63 10 34 3 10 8 0 29 10 9 6 859 10 16J 7 天空呈蓝色和海水呈蓝色的物理机制分别是什么 答 天空呈蓝色 因为大气中存在着很多尘埃微粒 光穿过大气时会产生散射 大的散射颗粒对光造成米氏散射 散射强度不随波长显著变化 而小的散射颗粒对光造成瑞利散射 散射强度与波长4次方成反比 蓝紫光波长在可见光内最短 故发生强度较大的散射 又因为人眼对紫光不敏感 所以天空看上去呈蓝色 海水呈蓝色 因为水具有选择性和蓝紫光的散射 水对波长较长的光吸收显著 对波长较短的吸收不明显 红橙黄在不同深度时均被吸收 并使海水升温 到一定深度时绿光也吸收了 而波长较短的蓝紫光遇到水分子或者其他微粒发生瑞利散射 或反射回来 所以海水看上去是蓝色的 8 利用常规光谱技术和饱和光谱技术 可基本消除多普勒效应对谱线展宽的影响 分别测量稀薄钠蒸汽池的钠原子 原子量A 23 从基态 跃迁的吸收谱线589 1nm 得到该谱线宽度分别为1700MHz和10MHz 假设仅考虑自然增宽和多普勒增宽效应 试计算的能级寿命和估计蒸汽池的温度 答 能级寿命 t 1 2 p