Question

11．氢原子的能级图如图所示，已知可见光光子的能量范围约为1.62eV～3.11eV，下列说法中正确的是（　　）

• A． 大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出2种不同频率的可见光
• B． 处于n=4能级的氢原子向n=1能级跃迁时，产生的光为可见光
• C． 处于n=4能级的氢原子吸收任意频率的紫外线，一定能够发生电离
• D． 处于n=2能级的氢原子向n=4能级跃迁时，核外电子的动能增大

Answer 1

分析 根据${C}_{n}^{2}$，计算出不同频率光的种数．
紫外线的能量大于3.11eV，判断n=3能级的氢原子可以吸收紫外线后，能量是否大于0，即可知是否电离．
红外线有显著的热效应，根据氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光子能量是否小于1.62eV，从而即可比较进行分析．

解答 解：A、根据${C}_{4}^{2}$=6知，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光子．
因为可见光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV，满足此范围的有：n=4到n=2，n=3到n=2．所以可将有2种不同频率的可见光．故A正确．
B、氢原子从处于n=4能级的氢原子向n=1能级跃迁时，发出的光子能量△E=13.6-0.85=12.75eV大于3.11eV，不可能为可见光．故B错误．
C、紫外线的能量大于3.11eV，n=3能级的氢原子可以吸收紫外线后，能量大于0，所以氢原子发生电离．故C正确．
D、氢原子的电子由n=2能级的氢原子向n=4能级跃迁时，轨道半径增大，原子能量增大，吸收光子．
根据$\frac{k{e}^{2}}{{r}^{2}}$=$\frac{m{v}^{2}}{r}$知轨道半径越大，动能越小，知电子的动能减小．故D错误；
故选：AC．

点评 本题考查氢原子的波尔理论，解决本题的关键知道什么是电离，及能级间跃迁所满足的规律，即E_m-E_n=hv，并能灵活运用．