Question

氫原子的能級如圖，已知可見光的頻率范圍是3.9×10¹⁴Hz～7.5×10¹⁴Hz，普朗克常量h=6.63×10^-34J．S，1eV=1.6×10^-19，下列說正確的是（　�。�

A．大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發出6種頻率的可見光

B．大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發出6種頻率的要見光

C．可見光照射處于n=3能級的氫原子時，可使其電離

D．可見光照射處于n=2能級的氫原子時，可使其電離

Answer 1

分析：根據數學組合公式

C

2 n

求出可能發出的光子頻率種數，判斷有多少在可見光的范圍之內．當氫原子吸收的能量后總能量大于等于0，則氫原子發生電離．

解答：解：A、根據

C

2 3

=3知，大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時，最多發出3種不同頻率的光子．故A錯誤．
B、根據

C

2 4

=6知，躍遷時可能發出6種不同頻率的光子，因為從n=4躍遷到n=3的光子頻率γ=

E

h

=

0.66×1.6×10-19

6.63×10-34

=1.59×1014，小于可見光的最小頻率．故B錯誤．
C、可見光的光子能量范圍為：2.59×10^-19J～4.97×10^-19J，處于n=3能級的氫原子的能量為-1.51×1.6×10^-19J=-2.42×10^-19J，知可見光照射處于n=3能級的氫原子時，可使其電離．故C正確．
D、處于n=2能級的氫原子的能量為-3.4×1.6×10^-19J=-5.44×10^-19J，最大的光子能量的可見光照射都不會發生電離．故D錯誤．
故選C．

點評：解決本題的關鍵掌握能級間躍遷所滿足的規律，以及知道在什么情況下會發生電離．