Question

10．μ子與氫原子核（質(zhì)子）構(gòu)成的原子稱為μ氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用，如圖為μ氫原子的能級(jí)圖．假定用動(dòng)能為E的電子束“照射”容器中大量處于n=1能級(jí)的μ氫原子，μ氫原子吸收能量后，最多能發(fā)出6種不同頻率的光，則關(guān)于E的取值正確的是（　　）

• A． E=158.1 eV
• B． E＞158.1 eV
• C． 2371.5eV＜E＜2428.4 eV
• D． 只能等于2371.5 eV

Answer 1

分析 μ子吸收能量后向高能級(jí)躍遷，而較高能級(jí)不穩(wěn)定會(huì)自發(fā)的向所有的較低能級(jí)躍遷，只有躍遷到基態(tài)后才能穩(wěn)定，故輻射光子的種類C${\;}_{n}^{2}$．能級(jí)差越大，輻射的光子的頻率越高．

解答 解：μ子吸收能量后從n=2能級(jí)躍遷到較高m能級(jí)，然后從m能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，若從m能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)如果直接躍遷到基態(tài)n=1能級(jí)，則輻射的能量最大，否則躍遷到其它較低的激發(fā)態(tài)時(shí)μ子仍不穩(wěn)定，將繼續(xù)向基態(tài)和更低的激發(fā)態(tài)躍遷，即1、2、3…m任意兩個(gè)軌道之間都可以產(chǎn)生一種頻率的輻射光，
故總共可以產(chǎn)生的輻射光子的種類N=${C}_{n}^{2}$=6，
解得：n=4，
即μ子吸收能量后先從n=2能級(jí)躍遷到n=4能級(jí)，然后從n=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷，
輻射光子的按能量從小到大的順序排列為4能級(jí)到3能級(jí)，能級(jí)3到能級(jí)2，能級(jí)4到能級(jí)2，能級(jí)2到能級(jí)1，能級(jí)3到能級(jí)1，能級(jí)4到能級(jí)1．
所以能量△E=E₄-E₁=-158.1-（-2529.6）=2371.5eV，△E′=E₅-E₁=-101.2-（-2529.6）=2428.4 eV，則E的取值范圍2371.5eV＜E＜2428.4 eV，
由上可知，故C正確，ABD錯(cuò)誤；
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題需要同學(xué)們理解μ子吸收能量后從較低能級(jí)躍遷到較高能級(jí)，而較高能級(jí)不穩(wěn)定會(huì)自發(fā)的向較低能級(jí)躍遷，只有躍遷到基態(tài)后才能穩(wěn)定，故輻射光子的種類${C}_{n}^{2}$，這是高考的重點(diǎn)，我們一定要熟練掌握．