时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,可能的情况只有一种,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现.
(2)注意直接跃迁与间接跃迁:原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃迁.两种情况辐射(或吸收)光子的频率不同.
(3)注意跃迁与电离:hν=Em-En只适用于光子和原子作用使原子在各定态之间跃迁的情况,对于光子和原子作用使原子电离的情况,则不受此条件的限制,这是因为原子一但电离,原子结构即被破坏,因而不再遵守有关原子结构的理论.如基态氢原子的电离能为13.6 eV,只要大于或等于13.6 eV光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离,只不过入射光子的能量越大,原子电离后产生的自由电子的动能越大.至于实物粒子和原子碰撞的情况,由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差,就可使原子受激发而向较高能级跃迁.
迁移与应用2:A 解析:由能级图可知,只有原子从n=4能级向n=2能级以及从n=3能级向n=2能级跃迁时发射光子的能量符合题目要求,两种光子对应的能量分别为2.55 eV和1.89 eV,分别为蓝-靛光和红光,选项A正确.
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1.D 解析:按经典电磁理论,电子绕核做圆周运动,向外辐射电磁波,电子的轨道半径连续变化,辐射的电磁波应该是连续的,而氢原子的光谱特征却是分立的,所以被否定.
2.A 解析:氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时,由k=m可知动能增加;又跃迁时发出光子,所以原子能量减少.选项A正确.
3.AC 解析:由氢原子能级图算出只有10.2 eV为第2能级与基态之间的能量差,处于基态的氢原子吸收10.2 eV的光子后将跃迁到第一激发态.而大于13.6 eV的光子能使氢原子电离.
4.A 解析:对于量子数n=3的一群氢原子,当它们向较低的激发态或基态跃迁时,可能产生的谱线条数为=3,由此可判定氢原子吸收光子后的能量的能级是n=4,且从n=4到n=3放出的光子能量最小,频率最低即ν1,因此,处于n=3能级的氢原子吸收频率为ν1的光子(能量E=hν1),从n=3能级跃迁到n=4能级后,方可发出6种频率的光谱线.选项A正确.
5.答案:6种 3.1×1015 Hz 1.6×1014 Hz 3种
解析:一群氢原子向低能级跃迁时,各种跃迁方式都会发生,即可以从n=4的激发态到n=3、n=2、n=1的各能级;再从n=3的激发态到n=2、n=1的各能级;再从n=2的激发态到n=1的基态.故有N==6种频率的光子产生.如图为跃迁示意图.
最高频率的光子满足hν1=[-0.85-(-13.6)] eV=12.75 eV=2.04×10-18 J,ν1= Hz=3.1×1015 Hz.最低频率的光子满足hν3=[-0.85-(-1.51)] eV=0.66 eV=1.056×10-19 J,ν3= Hz=1.6×1014 Hz.