Question

【题目】氢原子基态能量E1=﹣13.6eV，电子绕核运动半径r1=0.53×10﹣10m．En=，rn=n2r1求氢原子处于n=4激发态时：（电子的质量m=0.9×10﹣30kg；电子的电量e=1.60×10﹣30C；库仑定律公式F=kQ1Q2/r2，其中静电力常数K=9.0×109Nm2/C2）

（1）原子系统具有的能量；

（2）电子在轨道上运动的动能；

（3）电子具有的电势能；

（4）向低能级跃迁辐射的光子频率最多多少种？其中最低频率为多少（保留两位有效数字）？

Answer 1

【答案】（1）-0.85eV（2）0.85eV（3）﹣1.7eV（4）6种；1.0×1033Hz．

【解析】

（1）根据氢原子能级公式

（2）由题意：

根据库仑力提供向心力：

所以动能

（3）由于E4=Ek4+EP4

所以电势能 Ep4=E4﹣Ek4=﹣1.7eV

（4）最多有=6种．从n=4→3；3→2；2→1；4→2；4→1；3→1．能级差最小的是n=4→n=3，

所辐射的光子能量为：△E=hγ=E4﹣E3=0.66eV．

得：γ=1.0×1033Hz．