氢原子的能级解析及经典例题

1、氢原子的能级1、氢原子的能级图氢原子的能级图2、光子的发射和吸收原子处于基态时最稳定， 处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，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。原子在始末两个能级 Em和En （mn ）间跃迁时发射光子的频率为v , : h户Em-En。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。原子处于第n能级时，可能观测到的不同波长种类N为：2。原子的能量包括电子的动能和电势能（电势能为电子和原子共有）即：原子的能量En=EKn+EPn。轨道越低，电子的动能越大，但势能更小，原子的能量变小。=1电子的动能：2,r越小，Ek越大。电离：就是从外部给

2、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由电子。例1.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11ev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 ,可以从基态氢原子发生跃迁到n=3能级，故A正确；B、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

3、；D、与11eV电子碰撞，基态的氢原子吸收的能量可能为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量至少是（）A. 13.60eVB. 10.20eV C. 0.54eV D. 27.20eV例3.氢原子的部分能级如图所示，下列说法正确的是（）眼巴35 心“* 4虻手-7 3配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B.大量处于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

4、氢原子向低能级跃迁时，可能发出的不同频率的光中最多有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能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最大，波长最短，故 B错 误；C、氢原子由n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，n=3-n=1辐射的光子能量为13.6-1.51eV=12.09eV , n=3一 n=2 辐射的光子能量为 3.40-1.51=1.89eV , n=2一 n=1 辐射 的光子能量为13.6-3.40=10.20eV , 1.89

5、 2的某一能级跃迁到n = 2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子。问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量， 才能使它辐射一 上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。解：氢原子从n2的某一能级跃迁到n=2的能级，满足：鼠=工”. E上=2.55炉7所以En = hu +E2 =-0.85eV可见n=4基态氢原子要跃迁到n=4的能级，应提供:分跃进图如图所示:例6.氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV3.11eV .下列说法正确的是（）A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B.大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光nE eVg04-0.S53-L512-3-41 -13.6A、紫外线的频率大于 3.11eV , n=3能级的氢原子可以吸收紫外线后，能量大于0,所以氢原子发生电离.故 A正确.B、氢原子从高能级向 n=3能级跃迁时发出的