解析 氢原子从高能级跃迁到低能级辐射一定频率的光子.Em-En=hν,能级差值越大,辐射光子的频率越大,波长越短,E4-E3<E3-E2,所以A项正确;辐射出的电磁波速度一样大,B项错误;处在不同能级时,核外电子出现的概率不一样,C项错误;氢原子由高能级向低能级跃迁时氢原子一定放出能量,而不是氢原子核,故D错误.
例3 (多选)如图3所示是氢原子能级示意图的一部分,则下列说法正确的是( )
图3
A.用波长为600nm的X射线照射,可以使稳定的氢原子电离
B.用能量是10.2eV的光子可以激发处于基态的氢原子
C.用能量是2.5eV的光子入射,可以使基态的氢原子激发
D.用能量是11.0eV的外来电子,可以使处于基态的氢原子激发
答案 BD
解析 "稳定的氢原子"指处于基态的氢原子,要使其电离,光子的能量必须大于或等于13.6 eV,而波长为600 nm的X射线的能量为E=h=6.63×10-34×eV≈2.07 eV<13.6 eV,A错误;因ΔE=E2-E1=(-3.4 eV)-(-13.6 eV)=10.2 eV,故10.2 eV的光子可以使氢原子从基态跃迁到n=2的激发态,B正确;2.5 eV的光子能量不等于任何其他能级与基态的能级差,因此不能使氢原子发生跃迁,C错误;外来电子可以将10.2 eV的能量传递给氢原子,使它激发,外来电子还剩余11.0 eV-10.2 eV=0.8 eV的能量,D正确.
使原子能级跃迁的两种粒子--光子与实物粒子:
(1)原子若是吸收光子的能量而被激发,则光子的能量必须等于两能级的能量差,否则不被吸收.不存在激发到n能级时能量有余,而激发到n+1时能量不足,则可激发到n能级的情形;
(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如:自由电子)的能量而被激发,由于实物粒子的动能可部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于等于两能级的能量差(E=Em-En),就可使原子发生能级跃迁.