Question

氫原子處于基態時，原子的能量為，問：
（1）氫原子在n =4的定態時，可放出幾種頻率的光？其中最小頻率等于多少Hz？
（2）若要使處于基態的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射此原子？

Answer 1

（1）根據玻爾理論，氫原子n =4的能級躍遷時有6種可能性：
最小頻率=1.6×
（2）故要使基態的氫原子電離，照射光的頻率至少應為3.28 ×，若照射光頻率高于這一值，使原子電離后多余的能量為電子的動能。

此題考查氫原玻爾模型及能級躍遷原子處于激發態是不穩定的，會自發躍遷到低態躍遷的方式有多種，或直接躍遷到基態，或先躍遷到較低激發態，再躍遷到基態。
（1）根據玻爾理論，氫原子n =4的能級躍遷時有6種可能性：
由可知能級之間的能量差減小，輻射光子的頻率就越低，由下圖可知，

從n =4躍遷到n =3，輻射的能量最少

=
=1.6×
（2）欲使氫原子電離，即將電子移到離核無窮遠處，此時，由能量守恒有：

而這份能量對應光子的最小頻率應為：

故要使基態的氫原子電離，照射光的頻率至少應為3.28 ×，若照射光頻率高于這一值，使原子電離后多余的能量為電子的動能。