题目
图为氢原子能级示意图,大量的氢原子处于n=3的激发态,当它们自发地跃迁到较低能级时,以下说法符合玻尔理论的是( )n=3A. 由n=3跃迁到n=3时发出光子的频率最小B. 这些原子至少需要吸收13.6eV的能量才能电离C. 这些氢原子向低能级跃迁时,能辐射3种不同频率的光子D. 氢原子从高能级向低能级跃迁时,核外电子的动能减小,电势能增大
图为氢原子能级示意图,大量的氢原子处于
的激发态,当它们自发地跃迁到较低能级时,以下说法符合玻尔理论的是( )
的激发态,当它们自发地跃迁到较低能级时,以下说法符合玻尔理论的是( )
A. 由 跃迁到 时发出光子的频率最小 |
| B. 这些原子至少需要吸收13.6eV的能量才能电离 |
| C. 这些氢原子向低能级跃迁时,能辐射3种不同频率的光子 |
| D. 氢原子从高能级向低能级跃迁时,核外电子的动能减小,电势能增大 |
题目解答
答案
C
解析
步骤 1:分析氢原子能级跃迁
氢原子能级跃迁时,电子从高能级跃迁到低能级,会释放出光子。光子的能量等于电子在两个能级之间的能量差。根据题目中的能级示意图,氢原子处于n=3的激发态,可以跃迁到n=2或n=1的较低能级。
步骤 2:计算光子频率
光子的频率与能量成正比,能量越大,频率越高。因此,从n=3跃迁到n=1时,能量差最大,发出的光子频率也最大。从n=3跃迁到n=2时,能量差较小,发出的光子频率也较小。从n=2跃迁到n=1时,能量差介于两者之间,发出的光子频率也介于两者之间。
步骤 3:分析电离条件
氢原子电离需要吸收的能量等于电子从基态(n=1)跃迁到无限远处(n=∞)所需的能量。根据题目中的能级示意图,氢原子从n=1跃迁到n=∞需要吸收13.6eV的能量,因此这些原子至少需要吸收13.6eV的能量才能电离。
步骤 4:分析辐射光子种类
氢原子从n=3跃迁到n=2,n=3跃迁到n=1,n=2跃迁到n=1,可以辐射出3种不同频率的光子。
步骤 5:分析电子动能和电势能变化
氢原子从高能级向低能级跃迁时,电子的动能增加,电势能减小。因为电子在低能级时,离原子核更近,受到的库仑力更大,动能增加,电势能减小。
氢原子能级跃迁时,电子从高能级跃迁到低能级,会释放出光子。光子的能量等于电子在两个能级之间的能量差。根据题目中的能级示意图,氢原子处于n=3的激发态,可以跃迁到n=2或n=1的较低能级。
步骤 2:计算光子频率
光子的频率与能量成正比,能量越大,频率越高。因此,从n=3跃迁到n=1时,能量差最大,发出的光子频率也最大。从n=3跃迁到n=2时,能量差较小,发出的光子频率也较小。从n=2跃迁到n=1时,能量差介于两者之间,发出的光子频率也介于两者之间。
步骤 3:分析电离条件
氢原子电离需要吸收的能量等于电子从基态(n=1)跃迁到无限远处(n=∞)所需的能量。根据题目中的能级示意图,氢原子从n=1跃迁到n=∞需要吸收13.6eV的能量,因此这些原子至少需要吸收13.6eV的能量才能电离。
步骤 4:分析辐射光子种类
氢原子从n=3跃迁到n=2,n=3跃迁到n=1,n=2跃迁到n=1,可以辐射出3种不同频率的光子。
步骤 5:分析电子动能和电势能变化
氢原子从高能级向低能级跃迁时,电子的动能增加,电势能减小。因为电子在低能级时,离原子核更近,受到的库仑力更大,动能增加,电势能减小。
