Question

（2006?佛山模擬）氫原子從-3.4eV的能級躍遷到-0.85eV的能級時，是發(fā)射還是吸收光子？這種光子的波長是多少（計算結果取一位有效數(shù)字）？圖中光電管用金屬材料銫制成，電路中定值電阻R₀=0.75Ω，電源電動勢E=1.5V，內(nèi)阻r=0.25Ω，圖中電路在D點交叉，但不相連．R為變阻器，O是變阻器的中間抽頭，位于變阻器的正中央，P為滑動端．變阻器的兩端點ab總阻值為14Ω．當用上述氫原子兩能級間躍遷而發(fā)射出來的光照射圖中的光電管，欲使電流計G中電流為零，變阻器aP間阻值應為多大？已知普朗克常量h=6.63×10^-34J?s，金屬銫的逸出功為1.9eV．1eV=1.6×10^-19J．

Answer 1

分析：原子的模型除軌道定態(tài)外，能級也是量子化．電子從-3.4eV的能級（低能級）躍遷到-0.85eV的能級（高能級）時，是吸收光子．由吸收的能量結合波長、頻率與波速的關系可求出波長．要使逸出的電子不能到達陽極，則光電管間存在電勢，從而算出變阻器Pa間阻值．

解答：解：（1）因氫原子是從低能級向高能級躍遷，故應是吸收光子．
（2）吸收能量為3.4eV-0.85eV=2.55eV
由E=hγ與λ=

c

γ

 得λ=

hc

E

=

6.63×10-34×3×108

2.55×1.6×10-19

m=4.9×10^-7m
（3）當光照射金屬時，逸出電子的最大初動能為E_K=2.55eV-1.9eV=0.65eV
欲使電流計G中電流為零，則光電管的電勢左高右低，且電勢差等于0.65V．
從電路圖可知：變阻器最大值與定值電阻R0串聯(lián)．
由I=

E

R+r

=

1.5

0.25+0.75+14

A=0.1A
U=IR_aP
得R_aP=

U

I

=

0.65

0.1

Ω=6.5Ω．

點評：原子中的電子從高能級向低能級躍遷時輻射光子，相反則是吸收光子．同時在光電管中逸出的光電子在受到電場力阻礙下動能慢慢為零．