氢原子能级跃迁问题分类探讨.pdf

《氢原子能级跃迁问题分类探讨.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第29卷第11期物理教师Vol.29No.112008年PHYSICSTEACHER(2008)氢原子能级跃迁问题分类探讨周洪池(江苏省建湖县教育局教研室,江苏建湖224700)学过玻尔原子模型后,对于氢原子在什么条件下可以光子能量等于量子数n=3与更高能级差时,氢原子从n从低能级跃迁到高能级,有许多学生搞不清楚,本文就光=3的激发态向更高能级跃迁,所得到的吸收光谱为帕邢子、电子、原子对基态氢原子作用后能否产生跃迁的情况进系,帕邢系部分处于红外线区,一定频率的红外线光子被吸行探讨.收.1光子对基态氢原子的作用氢原子处于

2、激发态时的寿命非常短,正常光照强度的基态氢原子的能级为-13.6eV,根据玻尔原子模型的白光照射氢气时,由激发态向更高能级跃迁时的概率非常频率条件,它一次只能吸收一份一定频率的光子,这个光子小,这也是产生吸收光谱为什么要用高温白光通过低温气的能量要等于氢原子激发态与基态的能级差.体的原因.光子能量小于10.2eV,基态氢原子不吸收该光子,光例1.(2007年广东卷)图1所示为子能量等于10.2eV,基态氢原子恰好可吸收这份光子,使氢原子的4个能级,其中E1为基态,若氢原子从基态跃迁到n=2的激发态.光子能量大于10.2

3、氢原子A处于激发态E2,氢原子B处eV,小于13.6eV,并恰好为其他激发态与基态之间的能级于激发态E3,则下列说法正确的是差,基态氢原子可吸收这份光子.光子能量大于13.6eV,基(A)原子A可能辐射出3种频率的态氢原子可以吸收这份光子并使氢原子发生电离.光子.图1正常光照强度照射氢气时,处于基态的氢原子吸收光(B)原子B可能辐射出3种频率的子向各高能级跃迁,所得到的吸收光谱为赖曼系,赖曼系处光子.于紫外区,部分一定频率的紫外线被吸收.(C)原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级用高强度的白光照射氢气时,处于激发

4、态的氢原子数E4.目增加,虽然激发态的原子寿命短,但光子能量等于量子数(D)原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级n=2与更高的能级差时,仍有氢原子从n=2的激发态向E4.更高能级进行跃迁,所得到的吸收光谱为巴尔末系,巴尔末分析:原子A只可能辐射出1种频率的光子.原子B系部分处于可见光区,一定频率的可见光子被吸收.同理,可能辐射出3种频率的光子.原子A跃迁到能级E4吸收说的/音调变低0是正在发生的情况,其实,这时观察者接收到的声波的频率仍大于波源的频率.(2)当火车离观察者最近时,观察者听到的音调等于火车静止时观察

5、者听到的音调,观察者接收到的声波的频率等于波源的振动频率.(3)当火车驶离观察者时,观察者听到的音调是变低的,这里所说的/音调变低0是正在发生的情况,这时观察者接收到的声波的频率小于波源的频率.图4以上仅讨论了火车运动、观察者静止时的多普勒效应,2.2.2讨论对于火车静止、观察者运动以及火车和观察者均运动的情(1)当火车向观察者驶来时,由图3可见,H是变大的,况可作类似分析.由(3)式可知fc是变小的,但在数值上满足fc>f.3结束语(2)当H=90b时,fc=f,即火车离观察者最近时,观察虽然现行高中物理教材对多普勒

6、效应仅作定性要求,者接收到的频率等于波源的振动频率.但教师需要深入掌握有关理论,才能轻松驾驭课堂教学,才(3)当火车驶离观察者时,由图4可见,H是变小的,由能准确解答有关问题.(4)式可知fc是变小的,但在数值上满足fc

7、EACHER2008年的光子为n=4与n=2之间的能级差,根据计算,所吸收(n+$n)(n+$n-1)n(n-1)-=5,n和$n都取整数.22的光子能量应为2.55eV,而原子B发出的光子能量分别可解得当$n=2时,n=2.所以调高后的电子的动能为12.09eV,10.2eV,1.89eV,均不能被A吸收而跃迁到应能使基态的氢原子从基态跃迁到n=2和n=4之间,即能级E4,选项(C)错.原子A发出的光子能量为10.2eV,12.75eV

8、4,选项当$n=1时,n=5.所以调高后的电子的动能应能使(D)错.故本题只有选项(B)正确.基态的氢原子从基态跃迁到n=5和n=6之间,13.22eV例2.(2007年海南卷)氢原子第n能级的能量为En=