解析:选B 由玻尔理论可知,氢原子辐射光子后,应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道,在此跃迁过程中,电场力对电子做了正功,因而电势能应减小。另由经典电磁理论,电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库仑力:k=m,所以Ek=mv2=。可见,电子运动半径越小,其动能越大。再结合能量转化与守恒定律,氢原子放出光子,辐射出一定的能量,所以原子的总能量减少,只有B选项正确。
5.氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态氦离子能量为E1=-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。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的是( )
A.40.8 eV B.43.2 eV
C.51.0 eV D.54.4 eV
解析:选B 由于E2-E1=40.8 eV,能被基态氦离子吸收而发生跃迁,A对。E4-E1=51.0 eV能被基态氦离子吸收而发生跃迁,C对;E∞-E1=54.4 eV,能被基态氦离子吸收而发生跃迁(电离),D对;而E3-E1=48.4 eV≠43.2 eV,故不能被基态氦离子吸收而发生跃迁,故选B。
6.现有1 200个氢原子被激发到量子数为4的能级上,若这些受激氢原子最后都回到基态上,则在此过程中发出的光子总数是假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处于该激发态能级上的原子总数的( )
A.2 200个 B.2 000个
C.1 200个 D.2 400个
解析:选A
从量子数为4的能级向低能级跃迁,最终都回到基态,共有6种可能的跃迁方式,如图所示。由于假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的。所以从n=4向n=3,2,1跃迁时,分别发出的光子数是相同的,为×1 200=400(个)。从n=3向n=2,1跃迁时,分别发出的光子数也是相同的,为×=200(个)。从n=2向n=1跃迁时,又有两种情况:一是从第4能级跃迁到第2能级,然后从第2能级跃迁到第1能级,其发出的光子数是×=400(个);另外一种情况是从第4能级跃迁到第3能级,从第3能级跃迁到第2能级,再从第2能级向第