Question

用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態的氫原子，觀測到了一定數目的光譜線。調高電子的能量再次進行觀測，發現光譜線的數目原來增加了5條。用△n表示兩次觀測中最高激發態的量子數n之差，E表示調高后電子的能量。根據氫原子的能級圖可以判斷，△n和E的可能值為

A．△n＝1，13.22 eV＜E＜13.32 eV

B．△n＝2，13.22 eV＜E＜13.32 eV

C．△n＝1，12.75 eV＜E＜13.06 eV

D．△n＝2，12.75 eV＜E＜13.06 eV

Answer 1

AD

解析：大量光子躍遷時各種躍遷隨機出現，如果一群處于高能級的氫原子向低能級躍遷時，所輻射的光譜線數，增加了5條譜線有可能是5、6能級轉換增加的，也有可能是2、4能級轉換增加的。電子與原子作用導致原子躍遷時，電子的動能必大于所躍遷的兩能級之差才可行，但又不能大與下一個能級與基態的能級差。

本題簡介：本題為典型的躍遷問題綜合題，出題角度新穎。

反思：對原子躍遷問題應把握以下幾點

①原子躍遷條件只適用于光子和原子作用而使原子在各定態之間的躍遷的情況，對于光子和原子作用而使原子電離和實物離子與原子作用使原子激發的情況，則不受此條件限制。

②原子能躍遷時，處于激發代態的原子可能經過一次躍遷回到激發態，最后回到基態，物質中含有大量原子時，各個原子的躍遷方式也是不統一的，有的原子可能經過一次躍遷就回到基態，而有的可能要經過向次躍遷才回到基態。

③原子的能級躍遷和電離

躍遷是原子的電子從一個軌道躍遷到另一個軌道，即不能脫離原子核的束縛，所以在躍遷的過程中，原子放出或吸收的能量必須是量子化的。如當電子從n軌道躍遷到m軌道時，其能量變化必須是，當m>n時，，原子要吸收能量，當m<n時，，要釋放能量，電離是將原子的電子拉出來，使之成為自由電子，只要是電離能大于一定值就可以，沒有量子化要求，若有多余的能量，則以電子動能的形式存在，如將大m軌道的電子電離出來，原子吸收的能量只要滿足就可以了。