用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子,观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测,发现光谱线的数目原来增加了5条。用△n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差,E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断,△n和E的可能值为
A.△n=1,13.22 eV<E<13.32 eV
B.△n=2,13.22 eV<E<13.32 eV
C.△n=1,12.75 eV<E<13.06 eV
D.△n=2,12.75 eV<E<13.06 eV
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解析:大量光子跃迁时各种跃迁随机出现,如果一群处于高能级的氢原子向低能级跃迁时,所辐射的光谱线数,增加了5条谱线有可能是5、6能级转换增加的,也有可能是2、4能级转换增加的。电子与原子作用导致原子跃迁时,电子的动能必大于所跃迁的两能级之差才可行,但又不能大与下一个能级与基态的能级差。
本题简介:本题为典型的跃迁问题综合题,出题角度新颖。
反思:对原子跃迁问题应把握以下几点
①原子跃迁条件只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间的跃迁的情况,对于光子和原子作用而使原子电离和实物离子与原子作用使原子激发的情况,则不受此条件限制。
②原子能跃迁时,处于激发代态的原子可能经过一次跃迁回到激发态,最后回到基态,物质中含有大量原子时,各个原子的跃迁方式也是不统一的,有的原子可能经过一次跃迁就回到基态,而有的可能要经过向次跃迁才回到基态。
③原子的能级跃迁和电离
跃迁是原子的电子从一个轨道跃迁到另一个轨道,即不能脱离原子核的束缚,所以在跃迁的过程中,原子放出或吸收的能量必须是量子化的。如当电子从n轨道跃迁到m轨道时,其能量变化必须是,当m>n时,,原子要吸收能量,当m<n时,,要释放能量,电离是将原子的电子拉出来,使之成为自由电子,只要是电离能大于一定值就可以,没有量子化要求,若有多余的能量,则以电子动能的形式存在,如将大m轨道的电子电离出来,原子吸收的能量只要满足就可以了。
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(07年全国卷Ⅰ)用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子,观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测,发现光谱线的数目原来增加了5条。用△n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差,E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断,△n和E的可能值为
A.△n=1,13.22 eV<E<13.32 eV
B.△n=2,13.22 eV<E<13.32 eV
C.△n=1,12.75 eV<E<13.06 eV
D.△n=2,12.72 eV<E<13.06 eV
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A. △n=1,13.22eV<E<13.32eV
B. △n=2,13.22eV<E<13.32eV
C. △n=1,12.75eV<E<13.06eV
D. △n=2,12.72eV<E<13.06eV
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(选修3—5)
⑴下列叙述中不符合物理学史的是
A.麦克斯韦提出了光的电磁说
B.爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说
C.汤姆生发现了电子,并首先提出原子的核式结构模型
D.贝克勒尔通过对天然放射性的研究,发现了放射性元素钋(Pa)和镭(Ra)
E.卢瑟福的α粒子散射实验可以用来估算原子核半径和原子的核电荷数。
(2) 2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管,其中A为阴极,K为阳极。理想电流计可检测通过光电管的电流,理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源,用光子能量为10.5eV的光照射阴极A,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为6.0V;现保持滑片P位置不变,以下判断正确的是
A. 光电管阴极材料的逸出功为4.5eV
B. 若增大入射光的强度,电流计的读数不为零
C. 若用光子能量为12eV的光照射阴极A,光电子的最大初动能一定变大
D. 若用光子能量为9.5eV的光照射阴极A,同时把滑片P向左移动少许,电流计的读数一定不为零
⑶用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子,观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再此进行观测,发现光谱线的数目比原来增加了5条。用△n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差,E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断,△n和E的可能值为( )
A、△n=1,13.22 eV <E<13.32 eV
B、△n=2,13.22 eV <E<13.32 eV
C、△n=1,12.75 eV <E<13.06 eV
D、△n=2,12.75 eV <E<13.06 eV
⑷1914年,夫兰克和赫兹在实验中用电子碰撞静止原子的方法,使原子从基态跃迁到激发态,来证明玻尔提出的原子能级存在的假设。设电子的质量为m,原子的质量为m0,基态和激发态的能级差为ΔE,试求入射电子的最小动能。(假设碰撞是一维正碰)
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