Question

若规定氢原子处于基态时的能量为E₁=0，则其他各激发态的能量依次为E₂=10.2eV、E₃=12.09eV、E₄=12.75eV、E₅=13.06eV…在气体放电管中，处于基态的氢原子受到能量为12.8eV的高速电子轰击而跃迁到激发态，在这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中（ ）
A．总共能辐射出6种不同频率的光子
B．总共能辐射出10种不同频率的光子
C．辐射出波长最长的光子是从n=4跃迁到n=3能级时放出的
D．辐射出波长最长的光子是从n=5跃迁到n=4能级时放出的

Answer 1

【答案】分析：处于基态的氢原子受到能量为12.8eV的高速电子轰击，可以吸收电子的部分能量，跃迁到激发态，激发态不稳定，再向低能级状态跃迁时，发出光子．若跃迁到n能级的激发态，总共能辐射出C种不同频率的光子．根据玻尔理论和光子的能量公式确定波长最长的光子是如何跃迁的．
解答：解：
A、B氢原子各个激发态的能量E₂=10.2eV、E₃=12.09eV、E₄=12.75eV、E₅=13.06eV…处于基态的氢原子受到能量为12.8eV的高速电子轰击，可以吸收电子的部分能量，跃迁到n=4的激发态，激发态不稳定，再向低能级状态跃迁时，发出光子，总共能辐射出C=6种不同频率的光子．故A正确，B错误．
C、D氢原子只能跃迁到n=4的激发态，根据玻尔理论和光子的能量公式得到△E=E_m-E_n=h（m＞n），波长与能量差成反比，所以辐射出波长最长的光子是从n=4跃迁到n=3能级时放出的．故C正确，D错误．
故选AC
点评：本题是氢原子有两次跃迁，第一次跃迁时氢原子能从高能电子吸收部分能量，与光子不同，光子的能量只有等于两个能级的差时，氢原子才能吸收．