Question

【題目】將氫原子電離，就是從外部給電子以能量，使其從基態或激發態脫離原子核的束縛而成為自由電子．

（1）若要使n=2激發態的氫原子電離，至少要用多大能量的光照射該氫原子？
（2）若用波長200nm的紫外線照射氫原子，則n=2的電子飛到離核無窮遠處的動能多大？（電子電荷量e=1.6×10﹣19C，電子質量me=0.9×10﹣31kg，普朗克常量h=6.63×10﹣34JS）

Answer 1

【答案】
（1）解：要使處于n=2的氫原子電離，照射光光子的能量應能使電子從第2能級躍遷到無限遠處，

最小的電磁波的光子能量應為：E=0﹣（﹣3.4eV）=3.4eV

（2）解：波長為200 nm的紫外線一個光子所具有的能量

E0=h =6.63×10﹣34J× =9.95×10﹣19 J

電離能△E=3.4×1.6×10﹣19 J=5.44×10﹣19 J

由能量守恒E0﹣△E=Ek

代入數據解得：Ek=4.51×10﹣19 J

【解析】所謂電離，就是使處于基態或激發態的原子的核外電子躍遷到n=∞的軌道，n=∞時，E∞=0，要使處于n=2的氫原子電離，照射光光子的能量應能使電子從第2能級躍遷到無限遠處．根據由能量守恒求解n=2的電子飛到離核無窮遠處的動能．
【考點精析】認真審題，首先需要了解玻爾原子理論(從高能級向低能級躍遷時放出光子；從低能級向高能級躍遷時可能是吸收光子，也可能是由于碰撞)．