题目
处于第一激发态的氢原子被外来单色光激发后,发射的光谱中,仅观察到三条巴耳末系谱线。试求这三条光谱线中波长最长的那条谱线的波长以及外来光的频率。(里德伯常量R=1.097×107m-1)
处于第一激发态的氢原子被外来单色光激发后,发射的光谱中,仅观察到三条巴耳末系谱线。试求这三条光谱线中波长最长的那条谱线的波长以及外来光的频率。(里德伯常量R=1.097×107m-1)
题目解答
答案


解析
步骤 1:确定巴耳末系的光谱线
巴耳末系的光谱线是氢原子从高能级跃迁到第二能级(n=2)时发射的光谱线。题目中提到,氢原子处于第一激发态(n=2),被外来单色光激发后,发射的光谱中,仅观察到三条巴耳末系谱线。这意味着氢原子从n=2跃迁到n=3、n=4、n=5,分别发射三条光谱线。
步骤 2:计算波长最长的谱线
波长最长的谱线对应于能量差最小的跃迁,即从n=2跃迁到n=3。根据里德伯公式,$\frac{1}{\lambda} = R\left(\frac{1}{2^2} - \frac{1}{3^2}\right)$,其中R是里德伯常量,R=1.097×10^7 m^-1。代入数值计算波长。
步骤 3:计算外来光的频率
外来光的频率对应于氢原子从n=2跃迁到n=5的跃迁。根据里德伯公式,$\frac{1}{\lambda} = R\left(\frac{1}{2^2} - \frac{1}{5^2}\right)$,计算波长,再根据$c = \lambda v$计算频率。
巴耳末系的光谱线是氢原子从高能级跃迁到第二能级(n=2)时发射的光谱线。题目中提到,氢原子处于第一激发态(n=2),被外来单色光激发后,发射的光谱中,仅观察到三条巴耳末系谱线。这意味着氢原子从n=2跃迁到n=3、n=4、n=5,分别发射三条光谱线。
步骤 2:计算波长最长的谱线
波长最长的谱线对应于能量差最小的跃迁,即从n=2跃迁到n=3。根据里德伯公式,$\frac{1}{\lambda} = R\left(\frac{1}{2^2} - \frac{1}{3^2}\right)$,其中R是里德伯常量,R=1.097×10^7 m^-1。代入数值计算波长。
步骤 3:计算外来光的频率
外来光的频率对应于氢原子从n=2跃迁到n=5的跃迁。根据里德伯公式,$\frac{1}{\lambda} = R\left(\frac{1}{2^2} - \frac{1}{5^2}\right)$,计算波长,再根据$c = \lambda v$计算频率。