Question

17．现有900个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的$\frac{1}{n-1}$．（　　）

• A． 2200
• B． 900
• C． 1650
• D． 1350

Answer 1

分析 根据题目给出的信息：处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的$\frac{1}{n-1}$进行求解，分别求从n=4出跃迁到n=3、2、1原子数即为产生光子数，然后求出从n=3出跃迁到n=2、1时产生光子数，再求出从n=2出跃迁到n=1产生光子数，最后求和即可．

解答 解：由题意知量子数为4的能级上的氢原子分别向量子数为3、2、1的能级上跃迁的氢原子数占总氢原子数的三分之一，产生总共产生900个光子；
此时处于量子数为3的能级上的原子数目为：300个，处于n=3能级上的氢原子分别向量子数为2、1的能级上跃迁的氢原子数各占二分之一，产生300个光子；
此时处于量子数为2的能级上氢原子总共有：300+150=450个，氢原子向基态跃迁产生450个光子．所以此过程中发出的光子总数应该是900+300+450=1650，故ABD错误，C正确．
故选：C

点评 本意属于创新题，需要根据题目中给出的信息进行求解，尤其在求处于n=2能级上的氢原子数目时，容易出错．