Question

氫原子的能級(jí)如圖所示，有一群處于n=4能級(jí)的氫原子．如果原子n=2向n=1躍遷所釋放光子的能量正好等于某種金屬材料的逸出功，則：
（1）這群氫原子發(fā)出的光譜中共有幾條譜線能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)？分別是從哪個(gè)能級(jí)躍遷到哪個(gè)能級(jí)？
（2）從能級(jí)n=4向n=1發(fā)出的光照射該金屬材料，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為多少？

Answer 1

分析：能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，發(fā)生光電效應(yīng)的條件是當(dāng)光子能量大于逸出功，根據(jù)光電效應(yīng)方程求出光電子的最大初動(dòng)能．

解答：解：（1）一群處于n=4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，因?yàn)閚=2向n=1躍遷所發(fā)生的光正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)，所以只有n=4躍遷到n=1，n=3躍遷到n=1，的光子能夠使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即共有2種頻率的光能夠使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，分別是4→1、3→1；
（2）從n=4躍遷到n=1發(fā)出光子的能量△E=E₄-E₁=12.75eV  
 該金屬的逸出功W=E₂-E₁=10.2eV
根據(jù)光電方程△E=E_km+W可知  
光電子最大初動(dòng)能E_km=△E-W=2.55eV
答：（1）這群氫原子發(fā)出的光譜中共有2條譜線能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，分別是從4能級(jí)躍遷到1能級(jí)和3能級(jí)躍遷到1能級(jí)；
（2）從能級(jí)n=4向n=1發(fā)出的光照射該金屬材料，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2.55eV．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)的條件，以及知道能級(jí)間躍遷所滿足的規(guī)律．