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1、
第10點(diǎn) 分析氫原子躍遷問題的步驟
氫原子躍遷問題一般有兩類:一類是一群氫原子躍遷問題,另一類是一個(gè)氫原子躍遷問題,這兩類問題的分析步驟如下:
1.一群氫原子躍遷問題的計(jì)算
(1)確定氫原子所處激發(fā)態(tài)的能級,畫出躍遷示意圖.
(2)運(yùn)用歸納法,根據(jù)數(shù)學(xué)公式N=C=確定躍遷頻率的種類.
(3)根據(jù)躍遷能量公式hν=Em-En分別計(jì)算出各種頻率的光子.
2.一個(gè)氫原子躍遷時(shí)的解題方法
(1)確定氫原子所處的能級,畫出能級圖,如圖1所示.
圖1
(2)根據(jù)躍遷的原理,分別畫出處于激發(fā)態(tài)的氫原子向低能態(tài)躍遷時(shí)最多可能的躍遷示意圖.
(3)再根據(jù)躍遷能量公式hν=Em-E
2、n分別算出幾種頻率的光子.
對點(diǎn)例題 圖2為氫原子最低的四個(gè)能級.氫原子在這些能級之間躍遷,所輻射的光子頻率最多有幾種?其中最小頻率等于多少?
圖2
解題指導(dǎo) 根據(jù)譜線種數(shù)公式,頻率種數(shù)最多為
N===6.
從能級E4躍遷到E3,輻射的光子能量最小,頻率最低為
νmin== Hz
=1.6×1014 Hz.
答案 6 1.6×1014 Hz
易錯分析 很多同學(xué)覺得沒有指明氫原子所處的能量狀態(tài)而無從下手,其實(shí)此題為一個(gè)氫原子可能發(fā)生的各種躍遷產(chǎn)生的譜線情況,其結(jié)果同一群氫原子由量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)發(fā)生躍遷的情況相同.
如圖3所示,氫原子從n>
3、;2的某一能級躍遷到n=3的能級,輻射出能量為2.55 eV的光子.問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量,才能使它輻射上述能量的光子?請?jiān)趫D中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖.
圖3
答案 12.75 eV 躍遷圖見解析
解析 氫原子從n>2的某一能級躍遷到n=2的能級,滿足:hν=En-E2=2.55 eV,
En=hν+E2=2.55 eV+(-3.40 eV)=-0.85 eV,
所以n=4.
氫原子從基態(tài)躍遷到n=4的能級,應(yīng)提供ΔE=E4-E1=12.75 eV的能量.躍遷圖如圖所示.
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375