Question

德國物理學(xué)家弗蘭克林和赫茲進(jìn)行過氣體原子激發(fā)的實驗研究．如圖（1）他們在一只陰極射線管中充了要考察的汞蒸氣．陰極發(fā)射出的電子受陰極K和柵極R之間的電壓U_R加速，電子到達(dá)柵極R時，電場做功eU_R．此后電子通過柵極R和陽極A之間的減速電壓U_A．通過陽極的電流如圖（2）所示，隨著加速電壓增大，陽極電流在短時間內(nèi)也增大．但是到達(dá)一個特定的電壓值U_R后．觀察到電流突然減�。�在這個電壓值上，電子的能量剛好能夠激發(fā)和它們碰撞的原子．參加碰撞的電子交出其能量，速度減小，因此到達(dá)不了陽極，陽極電流減小．eU_R即為基態(tài)氣體原子的激發(fā)能．得到汞原子的各條能級比基態(tài)高以下能量值：4.88eV，6.68eV，8.78eV，10.32eV．若一個能量為7.97eV電子進(jìn)入汞蒸氣后測量它的能量可能是（　　）

A．1.29eV

B．2.35eV

C．3.09e V

D．7.97eV

Answer 1

分析：利用氫原子能級以及光子的發(fā)射和吸收等知識點進(jìn)行求解
①原子處于基態(tài)時最穩(wěn)定，處于較高能級時會自發(fā)地向低能級躍遷，經(jīng)過一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)，躍遷時以光子的形式放出能量． 
②原子在始末兩個能級E_m和E_n（m＞n）間躍遷時發(fā)射光子的頻率為ν，其大小可由下式?jīng)Q定：hυ=E_m-E_n． 
③如果原子吸收一定頻率的光子，原子得到能量后則從低能級向高能級躍遷． 
④原子的能量包括電子的動能和電勢能（電勢能為電子和原子共有）即：原子的能量E_n=E_Kn+E_Pn．軌道越低，電子的動能越大，但勢能更小，原子的能量變�。�

解答：解：若一個能量為7.97eV電子進(jìn)入汞蒸氣后，如果原子吸收其能量，將由低能級向高能級躍遷，
若吸收能量為4.88ev，則電子進(jìn)入汞蒸氣后測量它的能量△E=7.97-4.88=1.29ev；
若吸收能量為6.68ev，則電子進(jìn)入汞蒸氣后測量它的能量△E=7.97-6.68=3.09ev；
若未被吸收，則為7.97ev．
故能測量出進(jìn)入汞蒸氣后電子的能量，則測得的能量值可能為1.29eV或3.09eV或7.97eV，
故選：ACD．

點評：主要考查你對氫原子能級以及能級躍遷等考點的理解，注意能級躍遷需要的能量不是連續(xù)性的，而是滿足hυ=E_m-E_n．