(1)有可能放出几种能量不同的光子?
(2)在哪两个能级间跃迁时,所发出的光子波长最长?波长是多少?
解析(1)由N=C_n^2,可得N=C_4^2=6种;
(2)氢原子由第四能级向第三能级跃迁时,能级差最小,辐射的光子能量最小,波长最长,根据hν=E4-E3=-0.85-(-1.51) eV=0.66 eV,λ=hc/(E_4 "-" E_3 )=(6"." 63×10^("-" 34)×3×10^8)/(0"." 66×1"." 6×10^("-" 19) ) m≈1.88×10-6 m。
答案(1)6 (2)第四能级向第三能级 1.88×10-6 m
能力提升
1.
氢原子能级的示意图如图所示,大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a,从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b,则( )
A.可见光光子能量范围在1.62 eV到2.11 eV之间
B.氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出紫外线
C.a光的频率大于b光的频率
D.氢原子在n=2的能级可吸收任意频率的光而发生电离
解析由能级跃迁公式ΔE=Em-En得
ΔE1=E4-E2=-0.85 eV-(-3.4 eV)=2.55 eV
ΔE2=E3-E2=-1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV
故A错;据ΔE=hc/λ=hν知,C对;ΔE3=E4-E3=-0.85 eV-(-1.51 eV)=0.66 eV,所以氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时能量差对应的光子处于红外线波段,B错;氢原子在n=2的能级时能量为-3.4 eV,所以只有吸收光子能量大于等于3.4 eV时才能电离,D错。
答案C