题目
由氢原子理论知,当大量氢原子处于n=3的激发态时,原子跃迁将发出A、一种波长的光B、两种波长的光C、三种波长的光D、连续光谱
由氢原子理论知,当大量氢原子处于n=3的激发态时,原子跃迁将发出
A、一种波长的光
B、两种波长的光
C、三种波长的光
D、连续光谱
题目解答
答案
解答:
根据氢原子理论,当大量氢原子处于n=3的激发态时,原子跃迁将发出三种波长的光。这是因为n=3的激发态可以通过不同的跃迁路径回到基态,每一条路径对应一种波长的光。根据氢原子的能级结构,n=3的激发态可以通过以下跃迁路径回到基态:
- 3 → 2 → 1:发射波长为656.3纳米(红线)的光
- 3 → 2:发射波长为486.1纳米(蓝线)的光
- 2 → 1:发射波长为434.0纳米(紫线)的光
因此,当大量氢原子处于n=3的激发态时,原子跃迁将发出三种不同波长的光。
选项C“三种波长的光”是正确的。
解析
步骤 1:理解氢原子的能级结构
氢原子的能级结构是量子化的,每个能级对应一个特定的量子数n。当氢原子处于激发态时,电子可以处于n>1的能级上。当电子从激发态跃迁到较低能级时,会发射出特定波长的光子。
步骤 2:确定n=3激发态的跃迁路径
当氢原子处于n=3的激发态时,电子可以跃迁到n=2或n=1的能级。因此,可能的跃迁路径有:
- 3 → 2:发射波长为486.1纳米(蓝线)的光
- 3 → 1:发射波长为656.3纳米(红线)的光
- 2 → 1:发射波长为434.0纳米(紫线)的光
注意,从n=3直接跃迁到n=1的路径也会发射出光子,因此总共有三种不同的波长。
步骤 3:确定跃迁发出的光的种类
根据上述跃迁路径,当大量氢原子处于n=3的激发态时,原子跃迁将发出三种不同波长的光。
氢原子的能级结构是量子化的,每个能级对应一个特定的量子数n。当氢原子处于激发态时,电子可以处于n>1的能级上。当电子从激发态跃迁到较低能级时,会发射出特定波长的光子。
步骤 2:确定n=3激发态的跃迁路径
当氢原子处于n=3的激发态时,电子可以跃迁到n=2或n=1的能级。因此,可能的跃迁路径有:
- 3 → 2:发射波长为486.1纳米(蓝线)的光
- 3 → 1:发射波长为656.3纳米(红线)的光
- 2 → 1:发射波长为434.0纳米(紫线)的光
注意,从n=3直接跃迁到n=1的路径也会发射出光子,因此总共有三种不同的波长。
步骤 3:确定跃迁发出的光的种类
根据上述跃迁路径,当大量氢原子处于n=3的激发态时,原子跃迁将发出三种不同波长的光。