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氢原子处于n=2的激发态

2021-04-26知识9

如果一群氢原子处于n=5的激发态,欲跃迁到n=2的激发态,则共能释放出多少种频率的光子 可以,但你带的数字要变一下,n=4其实这就是一个组合问题,从n=5跃迁到n=2就相当于n=4跃迁到n=1是一样的。所以就是n(n-1)/2=6种。

氢原子处于基态时,原子能量E (1)要使处于n=2的氢原子电离,照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处,最小的光子能量应为:E=E∞-E2=0-(-3.4eV)=3.4eV.(2)根据C24=6,知这群氢原子最多能发出6种频率的光.因为放出的光子能量满足hγ=Em-En,知,从n=4能级跃迁到n=3能级发出光的频率最小.E4=E142=?0.85ev,E3=E132=?1.51evE4-E3=hνminν min=1.6×1014Hz答:(1)处于n=2激发态的氢原子,至少要吸收3.4eV能量的光子才能电离;(2)今有一群处于n=4激发态的氢原子,可以辐射6种不同频率的光,其中最小的频率是1.6×1014Hz.

3.7eV能量的光子照射处于n=2激发态的氢原子 以n为主量子数,忽略电子结合能,则第n层轨道能量En=-13.6eV/n2.当n=2时,有E2=-13.6eV/4=-3.4eV.光子与电子的这种电离作用可理解为光电效应,被电离的电子也就是光电子.忽略掉原先氢原子的动量,那么,很显然Pp=-Pe;Pp是质子(氢原子)动量,Pe是电子动量.且Ep+Ee=hν=3.7eV.不计相对论效应,则Mp=1836Me,E=P2/2m,所以电子分到的动能是质子的1836倍,也就是说电子动能Ee=(1836/1837)hν≈3.7eV.换句话说,电子是可以被电离的,自由电子最大动能Ek=3.7-3.4=0.3eV.

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