Question

处在E₁=-13.6eV能级的氢原子吸收某个光子后，其核外电子绕核旋转的动能变为E_k=1.51eV，已知核外电子势能的绝对值是其动能的两倍，则（ ）
A．该光子的能量一定是12.09eV
B．该光子的能量可能大于12.09eV
C．在跃迁过程中电子克服原子核的引力做功12.09eV
D．在基态时电子绕核旋转的动能一定小于1.51eV

Answer 1

【答案】分析：吸收光子后能量增加，但能量仍为负值，所以电势能为负值，通过能级差等于吸收光子的能量得出光子能量的大小．根据电势能的变化确定库仑引力的做功情况．
解答：解：A、吸收光子后，电子的势能E_p=-2E_k=-3.02eV，此时的能量为E=E_K+E_p=-1.51eV，所以吸收的光子能量为13.6-1.51eV=12.09eV．故A正确，B错误．
C、设处于基态的氢原子电子势能为E_P，有E_K+E_P=-13.6eV，又E_p=-2E_k，解得E_K=13.6eV，E_P=-27.2eV，电势能增加量△E_P=-3.02-（-27.2）=24.18eV，所以克服原子核引力做功为24.18eV．故C、D错误．
故选A．
点评：解决本题的关键知道原子能量等于动能和电势能之和，知道势能变化与库仑引力做功的关系．