Question

20．如圖所示為氫原子的能級，已知：實驗時用紫外線照射鋅板會發(fā)生光電效應，可見光的光子能量范圍為1.62eV～3.11eV，那么對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認識正確的是（　�。�

• A． 用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板一定不能產生光電效應現(xiàn)象
• B． 用能量為11.0eV的自由電子轟擊，可使處于基態(tài)的氫 原子躍遷到激發(fā)態(tài)
• C． 處于n=2能級的氫原子能吸收任意頻率的紫外線
• D． 處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離
• E． 用波長為60nm的倫琴射線照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子

Answer 1

分析 氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的最小能量與鋅板的逸出功的關系判斷是否發(fā)生光電效應現(xiàn)象．
用能量為11.0eV的電子轟擊，基態(tài)的氫原子吸收的能量可以等于10.2eV．
紫外線的頻率大于3.11eV，判斷n=3能級的氫原子可以吸收紫外線后，能量是否大于0，即可知是否電離．
要使處于基態(tài)的氫原子電離，照射光光子的能量應能使電子從基態(tài)躍遷到無限遠處，最小頻率的電磁波的光子能量應為：hγ=0-E₁．

解答 解：A、氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的最小能量為10.2eV，照射金屬鋅板一定能產生光電效應現(xiàn)象，故A錯誤；
B、用能量為11.0eV的電子轟擊，基態(tài)的氫原子吸收的能量可以等于10.2eV，可以使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n=2能級，故B正確；
C、紫外線光子的最小能量為3.11eV，處于n=2能級的氫原子的電離能為3.4eV，故紫外線不能被n=2能級的氫原子吸收，故C錯誤；
D、紫外線光子的最小能量為3.11eV，處于n=3能級的氫原子的電離能為1.51eV，故處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離，故D正確；
E、氫原子在基態(tài)時所具有的能量為-13.6eV，將其電離變是使電子躍遷到無窮遠，
根據(jù)玻爾理論所需的能量為13.6eV的能量，hν=0-E₁ ，
解得：ν=3.26×10¹⁵Hz．
所以用頻率為5×10¹⁵Hz的電磁波照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子，故E正確；
故選：BDE．

點評 解決本題的關鍵知道什么是電離，以及能級的躍遷滿足hγ=E_m-E_n，注意吸收光子是向高能級躍遷，釋放光子是向低能級躍遷，同時掌握吸收或釋放能量要正好等于能級之差．