Question

處在E₁=-13.6eV能級的氫原子吸收某個光子后，其核外電子繞核旋轉的動能變為E_k=1.51eV，已知核外電子勢能的絕對值是其動能的兩倍，則（ ）
A．該光子的能量一定是12.09eV
B．該光子的能量可能大于12.09eV
C．在躍遷過程中電子克服原子核的引力做功12.09eV
D．在基態時電子繞核旋轉的動能一定小于1.51eV

Answer 1

【答案】分析：吸收光子后能量增加，但能量仍為負值，所以電勢能為負值，通過能級差等于吸收光子的能量得出光子能量的大小．根據電勢能的變化確定庫侖引力的做功情況．
解答：解：A、吸收光子后，電子的勢能E_p=-2E_k=-3.02eV，此時的能量為E=E_K+E_p=-1.51eV，所以吸收的光子能量為13.6-1.51eV=12.09eV．故A正確，B錯誤．
C、設處于基態的氫原子電子勢能為E_P，有E_K+E_P=-13.6eV，又E_p=-2E_k，解得E_K=13.6eV，E_P=-27.2eV，電勢能增加量△E_P=-3.02-（-27.2）=24.18eV，所以克服原子核引力做功為24.18eV．故C、D錯誤．
故選A．
點評：解決本題的關鍵知道原子能量等于動能和電勢能之和，知道勢能變化與庫侖引力做功的關系．