4.氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图1所示。在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁或电离的是( )
图1
A.40.8 eV B.43.2 eV
C.51.0 eV D.54.4 eV
解析:选B 要吸收光子发生跃迁需要满足一定的条件,即吸收的光子的能量必须是任意两个能级的差值,40.8 eV是第一能级和第二能级的差值,51.0 eV是第一能级和第四能级的差值,54.4 eV是电子刚好电离需要吸收的能量,选项A、C、D均满足条件,而B选项不满足条件,故正确答案为B。
5. (多选)氢原子的能级如图2所示,已知可见光的光子能量范围约为1.62~3.11 eV。下列说法正确的是( )
图2
A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并发生电离
B.大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时,可能发出可见光
C.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
D.一个处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时,最多可能发出3种不同频率的光
解析:选AC 由于E3=-1.51 eV,紫外线光子的能量大于可见光光子的能量,即E紫>E∞-E3=1.51 eV,可以使氢原子电离,A正确; 大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时,最大能量为1.51 eV,即辐射出光子的能量最大为1.51 eV,小于可见光光子的能量,B错误;n=4时跃迁发出光的频率数为C=6种,C正确;一个处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多可能发出3-1=2种不同频率的光,D错误。