题目
图7为氢原子能级示意图,现有大量氢原子处于n=4的能量状态,下列说法中正确的是( )。0.54-|||--0.85-|||-3 0-|||--1.51-|||-2 -3.4图7A、这些原子跃迁过程中,最多辐射出3种频率的光子B、这些原子跃迁过程中,最多辐射出5种频率的光子C、一个氢原子,从n=4能级跃迁到n=3能级,需要放出0.66eV的能量D、一个n=4能级的氢原子,电离至少需要吸收12.75eV的能量
图7为氢原子能级示意图,现有大量氢原子处于n=4的能量状态,下列说法中正确的是( )。
图7
A、这些原子跃迁过程中,最多辐射出3种频率的光子
B、这些原子跃迁过程中,最多辐射出5种频率的光子
C、一个氢原子,从n=4能级跃迁到n=3能级,需要放出0.66eV的能量
D、一个n=4能级的氢原子,电离至少需要吸收12.75eV的能量
题目解答
答案
C
解析
步骤 1:确定跃迁的可能组合
氢原子从n=4能级跃迁到较低能级时,可以跃迁到n=3、n=2、n=1能级。因此,跃迁的可能组合为:n=4到n=3,n=4到n=2,n=4到n=1,n=3到n=2,n=3到n=1,n=2到n=1。共有6种跃迁组合,但n=4到n=1的跃迁可以由n=4到n=3,n=3到n=2,n=2到n=1的跃迁组合而成,因此,实际跃迁组合为5种。
步骤 2:计算跃迁能量
从n=4能级跃迁到n=3能级,能量变化为E4-E3=-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV,即需要放出0.66eV的能量。
步骤 3:计算电离能量
一个n=4能级的氢原子,电离至少需要吸收的能量为E∞-E4=0-(-0.85eV)=0.85eV,但题目中给出的电离能量为12.75eV,这可能是题目中的一个误导信息,因为氢原子从n=4能级电离到无限远处,需要吸收的能量为0.85eV,而不是12.75eV。
氢原子从n=4能级跃迁到较低能级时,可以跃迁到n=3、n=2、n=1能级。因此,跃迁的可能组合为:n=4到n=3,n=4到n=2,n=4到n=1,n=3到n=2,n=3到n=1,n=2到n=1。共有6种跃迁组合,但n=4到n=1的跃迁可以由n=4到n=3,n=3到n=2,n=2到n=1的跃迁组合而成,因此,实际跃迁组合为5种。
步骤 2:计算跃迁能量
从n=4能级跃迁到n=3能级,能量变化为E4-E3=-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV,即需要放出0.66eV的能量。
步骤 3:计算电离能量
一个n=4能级的氢原子,电离至少需要吸收的能量为E∞-E4=0-(-0.85eV)=0.85eV,但题目中给出的电离能量为12.75eV,这可能是题目中的一个误导信息,因为氢原子从n=4能级电离到无限远处,需要吸收的能量为0.85eV,而不是12.75eV。