高中物理 第二章 原子结构 第4节 氢原子光谱与能级结构自我小测 鲁科版选修3-5.doc

氢原子光谱与能级结构1.关于巴耳末公式的理解，正确的是()a.此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的b.公式中n可取任意值，故氢光谱是连续谱c.公式中n只能取整数值，故氢光谱是线状谱d.公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱2.(2009全国理综,16)氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为10.632 8 m,23.39m。已知波长为1的激光是氖原子在能级间隔为e11.96 ev的两个能级之间跃迁产生的。用e2表示产生波长为2的激光所对应的跃迁能级间隔，则e2的近似值为()a.10.50 evb.0.98 evc.0.53 evd.0.36 ev3.氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能。氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时 ()a.氢原子的能量减小，电子的动能增加b.氢原子的能量增加，电子的动能增加c.氢原子的能量减小，电子的动能减小d.氢原子的能量增加，电子的动能减小4.(2008广东深圳，4)如图所示为氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为 ()a.13.6 evb.3.4 evc.10.2 evd.12.09 ev5.下图所示为氢原子的四个能级，其中e1为基态，若氢原子a处于激发态e2，氢原子b处于激发态e3，则下列说法正确的是()a.原子a可能辐射出3种频率的光子b.原子b可能辐射出3种频率的光子c.原子a能够吸收原子b发出的光子并跃迁到能级e4d.原子b能够吸收原子a发出的光子并跃迁到能级e46.(2009全国理综,18)氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62 ev到3.11 ev之间。由此可推知, 氢原子()a.从高能级向n1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短b.从高能级向n2能级跃迁时发出的光均为可见光c.从高能级向n3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高d.从n3能级向n2能级跃迁时发出的光为可见光7.(2007江苏高考)子与氢原子核(质子)构成的原子称为氢原子(hydrogen muon atom)，它在原子核物理的研究中有重要作用。下图为氢原子的能级示意图。假定光子能量为e的一束光照射容器中大量处于n2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为1、2、3、4、5和6的光，且频率依次增大，则e等于()a.h(31)b.h(56)c.h3d.h48.用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。用n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，e表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图(如下图所示)可以判断，n和e的可能值为()a.n1，13.22 eve13.32 evb.n2，13.22 eve13.32 evc.n1，12.75 eve13.06 evd.n2，12.75 eve13.06 ev9.氢原子从能级a跃迁到能级b时，辐射出波长为1的光子，从能级a跃迁到能级c时，辐射出波长为2的光子。若12，则氢原子从能级b跃迁到能级c时，将_光子，光子的波长为_。10.2008山东高考理综，38(1)在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n2能级发出的谱线属于巴耳末线系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多发出_条不同频率的谱线。11.请根据巴耳末公式，计算当n5时的波长。12.氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为，n4，5，6，r1.10107 m1。若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：(1)n6时，对应的波长为多少？(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？13.如下图为氢原子能级示意图，现有动能是e(ev)的某个粒子与处在基态的一个氢原子在同一直线上相向运动，并发生碰撞。已知碰撞前粒子的动量和氢原子的动量大小相等。碰撞后氢原子受激发跃迁到n4的能级。(粒子的质量m与氢原子的质量mh之比为k)求：(1)碰前氢原子的动能。(2)若有一群氢原子处在n4的能级，会辐射出几种频率的光？其中频率最高的光，光子能量多大？参考答案1解析：此公式是巴耳末在研究氢光谱在可见光区的14条谱线时得到的，只适用于氢光谱的分析，且n只能取大于等于3的整数，则不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱。答案：ac2解析：能级跃迁满足e1hc/1,e2hc/2代入数值可求得e20.36 ev。答案：d3解析：氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子放出光子，氢原子能量减小，核外电子所受库仑力做正功，其动能增加，故选a。答案：a4答案：d5解析：原子a处于激发态e2，它只能辐射一种频率的光子；原子b处于激发态e3，它可能由e3到e2，由e2到e1，由e3到e1，发射三种频率的光子；原子由低能级跃迁到高能级时，只能吸收具有能级差的能量的光子，由以上分析可知，只有b项是正确的。答案：b6解析：从高能级向n1能级跃迁时释放能量大于3.11 ev，由频率条件知，a选项正确；从n3能级向n2能级跃迁时释放能量为1.89 ev，在1.62 ev到3.11 ev之间，故为可见光，从n5能级向n2能级跃迁时释放能量为2.86 ev，不在1.62 ev到3.11 ev之间，b选项错，d选项正确；从高能级向n3能级跃迁时发出光的能量小于1.51 ev，其频率小于可见光，c选项错误。答案：ad7解析：氢原子吸收光子后，能发出六种频率的光，说明氢原子是从n4能级向低能级跃迁，则吸收的光子的能量为ee4e2，e4e2恰好对应着频率为3的光子，故光子的能量为h3。答案：c8解析：若n1，由于光谱线增加了5条，氢原子必然由n5能级跃迁到n6能级，电子的能量ee6e113.22 ev，同时应满足ee7e113.32 ev，故a对、c错；若n2，氢原子必然是由n2能级跃迁到n4能级，电子的能量ee4e112.75 ev，同时，ee5e113.06 ev，故b错，d对。答案：ad9答案：辐射10解析：氢原子跃迁发生的谱线中只有2条属于巴耳末系，则氢原子是从n4能级跃迁的。这群氢原子最多发出的谱线的条数 (种)。答案：611解析：根据巴耳末公式，当n5时，则4.32910 7 m。答案：4.329107 m12解析：(1)帕邢系公式，n4，5，6，当n6时，得1.09106m。(2)帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为