4.4 氢原子光谱和玻尔的原子模型学案-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册（含答案）

第四章原子结构和波粒二象性第四节氢原子光谱和玻尔的原子模型【知识梳理】一、氢原子光谱1．光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．2．光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱．有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱．3．氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))(n＝3，4，5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107m－1，n为量子数．二、原子的能级1．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝Em－En．(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．2．氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级能级图如图1－3－3所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV.②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10m.原子物理知识结构3．能级跃迁的规律（1）定态间的跃迁——满足能级差．n小→n大吸收能量hν＝En大－En小．n大→n小放出能量hν＝En大－En小．（2）电离态与电离能电离态：n＝∞，E＝0基态→电离态：E吸＝0－(－13.6eV)＝13.6eV电离能．n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4eV（3）如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能．（4）如果是一群氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光谱线条数为N＝eq\f(n（n－1）,2)（5）如果是一个氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光谱线条数为N=n−1【题型总结】一、光谱1．关于光谱，下列说法正确的是（  ）A．炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱B．太阳光谱中的暗线说明太阳缺少这些暗线对应的元素C．气体发出的光只能产生线状光谱D．发射光谱一定是连续光谱2．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（）A．太阳光谱是连续谱，分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学组成B．霓虹灯和炼钢炉中炽热铁水产生的光谱，都是线状谱C．气体中中性原子的发光光谱是线状谱D．进行光谱分析时，可以利用连续谱，也可以用线状谱3．下列说法正确的是（）A．烧红的煤块和白炽灯发光产生的光谱都是连续光谱B．生活中试电笔内氖管和霓虹灯发光产生的光谱都是连续光谱C．用光谱管观察酒精灯火焰上钠盐的光谱可以看到钠的连续谱D．神舟七号飞船内的三名宇航员在绕着地球飞行中能够观察到太阳的连续谱4．下列关于光谱的说法正确的是（）A．连续谱就是由连续发光的物体产生的光谱，线状谱是线状光源产生的光谱B．通过对连续谱的光谱分析可鉴定物质成分C．连续谱是连在一起的光带，线状谱是一条条分立的谱线D．通过对线状谱的亮线光谱分析或对吸收光谱的暗线分析可鉴定物质成分二、氢原子光谱5．图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在的能级的1200个氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光子。若这些受激氢原子最后都回到基态，假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的，已知金属钾的逸出功为。则在此过程中发出的光子，能够从金属钾的表面打出光电子的光子数为A．2200 B．2000 C．1600 D．24006．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为，其中n＝2，3，4…已知普朗克常量为h，则下列说法正确的是()A．氢原子跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小B．基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为C．大量处于n＝3的激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光D．若原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时所产生的电磁波能使某金属发生光电效应，则原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时所产生的电磁波也一定能使该金属发生光电效应7．氢原子的能级公式为En=E1(n=1，2，3，…)，其中基态能量E1=－13.6eV，能级图如图所示．大量氢原子处于量子数为n的激发态，由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为－0.96E1，则n和可能发出的频率最小的光子能量分别为A．n=5，0.54eV B．n=5，0.3leVC．n=4，0.85eⅤ D．n=4，0.66eⅤ8．（2011·全国·高考真题）已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量，其中n=2，3…．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A． B． C． D．9．大千世界的五光十色是由于原子跃迁发光而产生。氢原子能级的示意图如图所示，关于氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的描述，下列说法正确的是（）A．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时，吸收的光子能量为1.89eVB．大量氢原子从n＝4的激发态向低能级跃迁时发射的谱线有3条C．用光子能量为10.3eV的光照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D．n＝4能级的氢原子跃迁到n＝2能级比跃迁到基态发出的光更易发生衍射现象10．为了更形象地描述氢原子能级和氢原子轨道的关系，作出如图所示的能级轨道图，处于n=4能级的氢原子向n=2能级跃迁时辐射出可见光a，处于n=3能级的氢原子向n=2能级跃迁时辐射出可见光b，则以下说法正确的是（）A．a光的波长比b光的波长长B．辐射出b光时，电子的动能和电势能都会变大C．一个处于n=4能级的氢原子自发跃迁可释放6种频率的光D．a光照射逸出功为2.14eV的金属时，光电子的最大初动能为0.41eV11．如图所示，能级间的跃迁产生不连续的谱线，从不同能级跃迁到某一特定能级就形成一个线系，比如：巴耳末系就是氢原子从n=3，4，5……能级跃迁到n=2的能级时辐射出的光谱，其波长λ遵循以下规律：，下列说法正确的是（）A．公式中n只能取整数值，故氢光谱是线状谱B．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子放出光子，其核外电子的动能增大C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射出的光子，在巴耳末系中波长最短D．用能量为14.0eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，受照射后，氢原子能跃迁到n=4的能级12．关于巴尔末公式（），理解正确的是（）A．式中只能取整数，称为巴尔末常量B．巴尔末系的4条谱线位于可见光区C．在巴尔末系中值越大，对应的波长越短D．该公式包含了氢原子的所有光谱线13．根据玻尔理论，推导出了氢原子光谱谱线的波长公式：，m与n都是正整数，且n>m.当m取定一个数值时，不同数值的n得出的谱线属于同一个线系．如：m＝1，n＝2、3、4、…组成的线系叫赖曼系，m＝2，n＝3、4、5、…组成的线系叫巴耳末系，则()A．赖曼系中n＝2对应的谱线波长最长B．赖曼系中n＝2对应的谱线频率最大C．巴耳末系中n＝3对应的谱线波长最长D．赖曼系中所有谱线频率都比巴耳末系谱线频率大14．如图所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围为1.62eV−3.11eV，锌的逸出功为3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（）A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象B．用能量为11.0eV的自由电子轰击，不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态C．处于能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线D．处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离15．瑞士数学家、物理学家巴耳末的主要贡献是建立了氢原子光谱波长的经验公式——巴耳末公式，氢原子从这四个能级跃迁到能级时，得到的是可见光，其中从能级跃迁到能级发出的是红光，从能级跃迁到能级发出的是紫光，氢原子能级图如图所示，则氢原子从能级向低能级跃迁时辐射的电磁波中波长最短的可能是（）A．红外线 B．紫外线 C．射线 D．射线16．根据玻尔理论，电子在第n轨道运动时氢原子的能量和电子在第1轨道运动时氢原子的能量满足关系式。如图为氢原子的能级图。巴耳末线系的谱线是氢原子的电子从n>2的能级返回n＝2能级时释放出的谱线，赖曼线系的谱线是氢原子的电子从n>1的能级跃迁至n＝1能级的一系列光谱线。则赖曼线系能量最小的光子与巴耳末线系能量最大的光子的能量差约为（）A．10.2eV B．6.8eV C．3.4eV D．0.54eV17．氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm。下列判断正确的是（）A．氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656nmB．用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝3的能级C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D．用波长为686nm的光照射，可使氢原子从n＝1的能级跃迁到n＝3的能级18．（2012·江苏·高考真题）如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()A． B．C． D．19．（2011·四川·高考真题）氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为v1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为v2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则A．吸收光子的能量为hv1+hv2 B．辐射光子的能量为hv1+hv2C．吸收光子的能量为hv1-hv2 D．辐射光子的能量为hv1-hv220．用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为、和的三条谱线，且，则（）A． B． C． D．21．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用，如图所示为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率分别为、、、、和的光，且频率依次增大，若普朗克常量为h，则（）A． B．C． D．22．红宝石激光器的工作物质红宝石是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光.铬离子的能级图如图所示，是基态的能量，是亚稳态的能量，是激发态的能量.若以脉冲氙灯发出的波长为的绿光照射晶体.处于基态的铬离子受到激发而跃迁到激发态.然后自发地跃迁到亚稳态，释放波长为的光子.处于亚稳态的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为A． B． C． D．23．原子从a能级跃迁到b能级时辐射波长为λ1的光子，原子从b能级跃迁到c能级时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要(

)A．辐射波长为的光子B．辐射波长为λ1－λ2的光子C．吸收波长为λ1－λ2的光子D．吸收波长为的光子24．一群处于基态的氢原子受到某种单色光照射后，能发射出6种不同颜色的光，波长分别为、、、、、，且，那这种单色光的波长不可能为（）A． B． C． D．25．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，其能级示意图如图所示。已知基态的氦离子能量，现有一群处于激发态的氦离子（）A．自发跃迁能释放3种频率的光子 B．能自发跃迁释放能量为的光子C．自发跃迁释放光子的最大能量为 D．自发跃迁到基态释放光子的波长最长26．如图为氢原子光谱在可见光区域内的四条谱线Hα、Hβ、Hγ和，都是氢原子中电子从量子数n＞2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，根据此图判定错误的是（）A．Hα对应的原子前后能级之差最小B．同一介质对Hα的传播速度最大C．光子的动量最大D．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则用Hβ照射同一金属一定不能产生光电效应27．“通过观测的结果，间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段，如通过光电效应实验确定了光具有粒子性．弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验．实验原理如图1所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，GA间加有0.5V电压的反向电场使电子减速，电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少．在原来真空的容器中充入汞蒸汽后，发现KG间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图2所示．科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释．下列说法错误的是A．汞原子基态和第一激发态的能级之差可能是4.9eVB．KG间电压低于4.9V时，电流随电压增大而上升，是因为电子能量越高，越容易克服反向电压到达A极C．KG间电压在5~10V之间时，出现电流随电压增大而上升的一段图线，是因为单位时间使汞原子发生跃迁的电子个数增加D．即使KG间电压高于4.9V，电子也存在始终不与汞原子发生碰撞的可能性28．一对正、负电子可形成一种寿命比较短的称为“电子偶素”的新粒子．电子偶素中的正电子与负电子都以速率v绕它们连线的中点做圆周运动．假定玻尔关于氢原子的理论可用于电子偶素，电子的质量m、速率v和正、负电子间的距离r的乘积也满足量子化条件，即，式中n称为量子数，可取整数值1、2、3、，h为普朗克常量．已知静电力常量为k，电子质量为m、电荷量为e，当它们之间的距离为r时，电子偶素的电势能，则关于电子偶素处在基态时的能量，下列说法中正确的是（

）A． B． C． D．

【答案解析】1．【答案】A【解析】【详解】A．炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱，故A正确；B．太阳光谱中的暗线说明太阳中有这些暗线对应的元素，元素将对应的光谱吸收了，故B错误；C．气体发出的光不是只能产生线状光谱，故C错误；D．发射光谱既可以是连续光谱，也可以是明线光谱，故D错误。故选A。2．【答案】C【解析】【详解】AD．太阳光谱不是连续谱，通过连续谱无法分析物质的化学组成，通过线状谱则可以分析物质的化学组成，AD错误；B．炼钢炉中炽热铁水产生的光谱是连续光谱，B错误；C．气体中中性原子的发光光谱都是线状谱，C正确。故选C。3．【答案】A【解析】【详解】A．连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱，烧红的煤块和白炽灯发光产生的光谱都是连在一起的光带，是连续谱，A正确；B．生活中试电笔内氖管和霓虹灯发光光谱属于明线光谱，属于线状谱，B错误；C．在燃烧的酒精灯芯上放上少许食盐，用光谱管观察得到的光谱是钠的发射光谱，也是钠的线状光谱，C错误；D．太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳表面的气体中存在与这些暗线相对应的元素，D错误。故选A。4．【答案】CD【解析】【详解】AC．连续谱是连在一起的光带，而不是由连续发光的物体产生的光谱，炽热固体、液体及高压气体发光产生的光谱是连续谱；线状谱是由一些不连续的亮线组成的谱线，稀薄气体、金属蒸气发光产生的谱线是线状谱，线状谱不是指线状光源产生的光谱，A错误，C正确；BD．光谱分析是根据不同原子都有自己的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法，连续谱不能用来进行光谱分析，而线状谱和吸收光谱都是原子自身的特征谱线，可以用来进行光谱分析，鉴定物质成分，B错误，D正确。故选CD。5．【答案】C【解析】【分析】【详解】根据题中所给信息，处在量子数为4的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的，即向量子数为2、3的激发态和基态各跃迁1200×=400个发出光子400×3=1200个同理，处在量子数为3的激发态的400个氢原子跃迁到量子数为2的激发态和基态的原子数都是400×=200个发出光子200×2=400个处在量子数为2的激发态的400+200=600个氢原子跃迁到基态的原子数是600×1=600个发出光子600个。处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时能发出不同光电子的数目为=6种，n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，均小于2.22eV，不能使金属钾发生光电效应，其它四种光子能量都大于2.22eV。所以在此过程中能够从金属钾的表面打出光电子的光子数为1600个。故选C。6．【答案】C【解析】【详解】A、氢原子跃迁到激发态后，核外电子的动能减小，电势能增大，总能量增大，选项A错误；B、基态的氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，最大动能为Ekm＝hν－E1，设电子的最大速度为vm，则vm＝，选项B错误；C、大量处于n＝3的激发态的氢原子，向低能级跃迁可辐射＝3种不同频率的光，选项C正确；D、从n＝6能级向n＝1能级跃迁产生的电磁波能使某金属发生光电效应，从n＝6能级向n＝2能级跃迁产生的电磁波频率比n＝6能级向n＝1能级跃迁产生的电磁波小，故不一定能使该金属发生光电效应，选项D错误．故选C．7．【答案】B【解析】【详解】根据题可知处于n级的激发态的氢原子向下跃迁会基态的时候发出的光子的能量最大，因此有，可得n=5，由可知频率越小光子的能量越小，因此频率最小的光子的能量发生在n=5到n=4的能级跃迁过程中，因此，故B对，选B．8．【答案】C【解析】【详解】能使氢原子从第一激发态电离的能量为，由，得最大波长为，C正确．9．【答案】D【解析】【详解】A．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时，放出的光子能量为1.89eV，故A错误；B．大量氢原子从n＝4的激发态向低能级跃迁时发射的谱线有条，故B错误；C．用光子能量为10.3eV的光照射氢原子，根据跃迁假设有能级图中不存在此能级，故C错误；D．n＝4能级的氢原子跃迁到n＝2能级比跃迁到基态发出的光子能量小，由可知n＝4能级的氢原子跃迁到n＝2能级的光频率小，波长大，所以更容易发生衍射，故D正确。故选D。10．【答案】D【解析】【详解】A．处于n=4能级的氢原子向n=2能级跃迁时辐射出可见光a，有处于n=3能级的氢原子向n=2能级跃迁时辐射出可见光b，有所以a光的频率将大于b光的频率，由于光的频率越大其波长越小，则a光的波长比b光的波长小，所以A错误；B．辐射出b光时，电子的动能变大，电势能减小，总能量减小，所以B错误；C．一群处于n=4能级的氢原子自发跃迁可释放种频率的光，一个处于n=4能级的氢原子自发跃迁最多可释放3种频率的光，所以C错误；D．a光照射逸出功为2.14eV的金属时，根据光电效应方程有联立解得所以D正确；故选D。11．【答案】AB【解析】【分析】【详解】A．根据玻尔理论可知，公式中n只能取整数值，故氢光谱是线状谱，A正确；B．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子放出光子，其核外电子的轨道半径减小，由牛顿第二定律可得即故电子动能增大，B正确；C．根据玻尔理论可知氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射出的光子，在巴耳末系中光子中能量值最小，则波长最长，C错误；D．由于光子的能量满足14.0eV>13.6eV故该光子能使基态氢原子电离，D错误。故选AB。12．【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．巴尔末公式中只能取整数，且，式中叫作里德伯常量，故A错误；B．巴尔末系的4条谱线位于可见光区，故B正确；C．根据巴尔末公式可知值越大，对应的波长越短，故C正确；D．公式只反映至原子谱线的一个线系，故D错误。故选BC。13．【答案】ACD【解析】【详解】AB.在赖曼系中m＝1，n＝2、3、4、…，利用氢原子光谱谱线的波长公式可知n值越小，波长λ就越长，频率f就越小，则A符合题意，B不符合题意；C.在巴耳末系中m＝2，n＝3、4、5、…，利用氢原子光谱谱线的波长公式可知，n值越小，波长λ就越长，频率f就越小，则C符合题意；D.由m和n的取值可知，赖曼系中（）一定大于巴耳末系中（），则赖曼系中所有谱线波长小于巴尔末系谱线波长，所以在赖曼系中不是所有谱线频率都比巴耳末系谱线频率大，故D符合题意．14．【答案】D【解析】【详解】．氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，大于锌板的逸出功为3.34eV，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；B．用能量为11.0eV的电子轰击，基态的氢原子吸收的能量可以等于10.2eV，可以使处于基态的氢原子跃迁到能级，故B错误；C．紫外线光子的最小能量为3.11eV，处于能级的氢原子的电离能为3.4eV，故紫外线部分频率的光子能被能级的氢原子吸收，故C错误；D．紫外线光子的最小能量为3.11eV，处于能级的氢原子的电离能为1.51eV，故处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离，故D正确。故选D。15．【答案】B【解析】【详解】AB．从氢原子能级图中可知氢原子从能级跃迁到能级时辐射的电磁波能量最高，频率最大，波长最短，其波长比紫光波长短，所以A错误，B正确；CD．射线不是电磁波，是高速电子流，射线虽然是电磁波，但射线是原子核受激发产生的，氢原子核外电子的跃迁不可能产生射线，所以CD错误；故选B。16．【答案】B【解析】【详解】赖曼线系的光子中，从能级跃迁到基态释放的能量最小，即为巴耳末线系的光子中，从能级跃迁至能级释放的能量最大，即为所以有B正确，ACD错误；故选B。17．【答案】BC【解析】【详解】A．能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，当从n=2跃迁到n=1的能级，释放的能量是10.2eV，从n=3跃迁到n=2的能级时辐射的能量是1.89eV，根据当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，所以从n=2的能级蹦迁到n=1的能级时，辐射光的波长小于656nm，故A错误；B．电子发生跃迁时，吸收或放出的能量一定等于这两个能级间的能量差，为一特定值，大于或小于这个特定的值都不能使之发生跃迁，当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm，使氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝3的能级，也应吸收光的波长为656nm的光，用波长为633nm的光照射则不能，故B正确；C．根据玻耳原子模型理论，一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，有的从n=3跃迁到n=2、有的从n=3跃迁到n=1、有的从n=2跃迁到n=1，最多能辐射3种谱线的光，故C正确；D．据前面分析，氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm，则从氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长应小于656nm，根据玻耳原子模型理论，使氢原子从n＝1的能级跃迁到n＝3的能级，吸收光子的波长也应小于656nm，不可能是波长为686nm的光，故D错误。故选BC。18．【答案】C【解析】【详解】从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，知a光的频率最大，波长最短，从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，知b光的光子频率最小，波长最长，所以波长依次增大的顺序为a、c、b，C正确．19．【答案】D【解析】【分析】根据能级跃迁公式可分别得出辐射红光和辐射紫光时的能量光系，则可得出从k到m时能量变化的表达式，即可得出正确结果．【详解】氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，Em-En=hν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光Ek-En=hν2，则从能级k跃迁到能级m有Ek-Em=（Ek-En）-（Em-En）=hν2-hν1，因红光的能量小于紫光的能量，故能量降低辐射光子；故选D．20．【答案】B【解析】【分析】【详解】大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从能级向低能级跃迁，能级向能级跃迁时能级向能级跃迁时能级向能级跃迁时整理得解得根据氢原子理论可知，入射光频率可得B正确，ACD错误。故选B。21．【答案】AB【解析】【分析】【详解】设大量μ氢原子吸收光子后从n=2能级跃迁到能量较高的m能级，然后从m能级向低能级跃迁时，发出的不同频率的光子种类有解得即μ氢原子吸收光子后先从n=2能级跃迁到n=4能级，然后从n=4能级向低能级跃迁。由题意知，发出光子的频率对应的能级跃迁过程如图由图可知故选AB。22．【答案】A【解析】【详解】由题意和玻尔原子理论可知：联立可得这种激光的波长：A．与分析相符，故A正确；B．与分析不符，故B错误；C．与分析不符，故C错误；D．与分析不符，故D错误；故选A。23．【答案】D【解析】【详解】已知，所以，知从a能级状态跃迁到b能级状态时发射光子的能量小于从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收光子的能量，所以a能级的能量小于c能级的能量，有，即，解得：，所以子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收的光子，故D正确．24．【答案】A【解析】【详解