氢原子的能级解析及经典例题

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1、氢原子的能级:1、氢原子的能级图n0043211S原子的能级囝-3.4-13.6④原子处于第n能级时，可能观测到的不同波长种类N为：lf=士—1}£/eV-0.852、光子的发射和吸收①原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向｛氐能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态，跃迁时以光子的形式放出能量。②原子在始末两个能级En^[]En（m>n）间跃迁时发射光子的频率为v，：hu=Em-Ene③如果原子吸收一定频率的光子，原子得到能量后则从低能级向高能级跃迁。⑤原子的能量包括电子的动能和电势能（电势能为电

2、子和原子共有）即：原子的能量En=EKn+EPno轨道越低，电子的动能越大，但势能更小，原子的能量变小。电子的动能：mp3_to*,r越小，EK越大。⑥电离就是从外部给电子以能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自甶电子。伊J1.对于基态氢原子，下列说法正确的是（）A.它能吸收12.09ev的光子B.它能吸收11ev的光子C.它能吸收13.6ev的光子D.它能吸收具有1lev动能的电子部分能量A、基态的氢原子吸收12.09eV光子，能量为-13.6+12.09eV=-1.51eV，可以从基态氢原

3、子发生跃迁到n=3能级，故A正确；巳、基态的氢原子吸收11eV光子，能量为-13.6+11eV=-2.6eV,不能发生跃迁，所以该光子不能被吸收.故B错误；C、基态的氢原子吸收13.6eV光子，能量为-13.6+13.6eV=0,发生电离，故C正确；D、与11eV电子碰撞，基态的氢原子吸收的能M:可能为10.2eV,所以能从n=1能级跃迁到n=2能级，故D正确；故选：ACD例2.氢原子的能级图如图所示.欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能ffl至少是（）A.13.60e

4、VB.10.20eVC.0.54eVD.27.20eV例3.氢原子的部分能级如图所示，下列说法正确的是（）n5-0544-0S53-151?-3.40*1-13€A.大量处于n=5能级氢原子向低能级跃迁时，可能发出10种不同频率的光巳.大W:处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出的最长波长的光是由n=4直接跃到n=1的结果C.大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出的不同频率的光屮最多有3种能使逸出功为2.23ev的钾发射光电子D.处于基态的氢原子可以吸收能量为10.5ev的光子而被激

5、发A、根据C52==10知，这些氢原子可能辐射出10种不同频率的光子.故A正确；B、氢原子由n=4向n=1能级跃迁时福射的光子能量最火，频率最大，波长最fe，故B错误；C、絚原子由n=3能级的氢原子向低能级跃迁吋，n=3->n=1辐射的光子能量为13.6-1.51eV=12.09eV,n=3—n=2辐射的光子能量为3.40-1.51=1.89eV，n=2—n=1辐射的光子能量为13.6-3.40=10.20eV,1.89<2.23不能发生光电效应，故有两种光能使逸出功为2.23ev的钾发射光电子，故C错

6、误；D、只能吸收光子能垃等于两能级间的能级差的光子，n=1^n=2吸收的光子能量为13.6-3.40=10.20eV，n=1一n=3吸收的光子能量为13.6-1.51eV=12.09eV,故能量为10.5ev的光子不能被吸收，故D错误.故选：A.例4.如阁为氢原子能级示意阁的一部分，己知普朗克常量h=6.63X10—’*s,则氢原子（）■*0S==-0.544-0153512-3.40I-13,60A.从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波L＜长B.从n=5能级跃迁到

7、n=l能级比从n=5能级跃迁到n=4能级福射出电磁波的速度人C.一束光子能量为12.09eV的单色光照射到大量处于基态的氢原子上，受激的氢原子能0发地发出3种不同频率的光，且发光频率的敁大值约为2.9X10I5HzD.—來光子能ft为15eV的单色光照射到大ft处于基态的氢原子上，能够使氢原子核外电子电离试题分析：从n=4能级跃迂到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级福射出电磁波的能量要小，因此根据久可知，因此A说法正确；从n=5能级跃迁到n=l能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度一

8、样都是光速，B错。一束光子能量为12.09eV的单色光照射到大量处于基态的氢原子上，能够跃迁到n=3能级，因此受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，且发光频率的最大值约为2.9X1015Hz(对应从n=3跃迁到n=l)，C正确。一束光子能量为15eV的单色光照射到大量处于基态的氢原子上，能够使氢原子核外电子电离，D说法正确。例5.如阁所示，氢原子从ii〉2的某一能级跃迁到n=2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子。问最少要给基态的氢原