问题 问答题

已知氢原子的基态能量E1=-13.6eV,量子数n的能级值En=

1
n2
E1,普朗克常数h=6.63×10-34Js.

(1)有一群氢原子处于量子数为3的激发态,画一张能级图,在图上用箭头标明这些氢原子最多能发出几种频率的光;

(2)计算(1)中各光谱线中的最短波长.(计算结果1位有效数字)

(3)已知金属钠的逸出功W0=2.29eV,如用(1)中发出的光照射金属钠板,是否都能使钠发生光电效应.

答案

(1)当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能级时,可以得到3条光谱线.如图所示.

(2)从第3能级跃迁到基态时,发出的光频率最大,波长最短.

其中,E3=

1
n2
E1=-1.51eV

又hv=E3-E1

h

c
λ
=E3-E1

λ=

hc
E3-E1
=
6.63×10-34×3×108
12.09×1.6×10-19
=1×10-7m

(3)要想让钠发生光电效应,辐射光的能量必须大于钠的逸出功W0

从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量为-1.51-(-13.60)=12.09eV,

从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量最大为-1.51-(-3.4)=1.89eV,

从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量为-3.4-(-13.60)=10.2eV,

故从第3能级跃迁到第2能级辐射的光不能让纳发生光电效应,其它均可.

答:(1)、当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能级时,可以得到3条光谱线.如图所示.

(2)、(1)中各光谱线中的最短波长是1×10-7m.

(3)、从第3能级跃迁到第2能级辐射的光不能让纳发生光电效应,其它均可.

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