氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子能量E1＝－13.6 eV，已知電子電量e＝1.6×10－19 C，電子質(zhì)量m＝0.91×10－30 kg，氫的核外電子的第一條可能軌道的半徑為r1＝0.53×10－10 m．

(1)若要使處于n＝3的氫原子電離，至少要用頻率多大的光子照射氫原子？

(2)氫原子核外電子的繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流，則氫原子處于n＝3的定態(tài)時(shí)，核外電子運(yùn)動(dòng)的等效電流多大？

(3)若已知鈉的極限頻率為6.00×1014 Hz，今用一群處于n＝5的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光譜照射鈉，試通過計(jì)算說明有哪幾條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)？

答案：
解析：

　　解：(1)要使處于n＝3的氫原子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第3能級躍遷到無限遠(yuǎn)處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為：hv＝0－(－)

　　得v＝3.65×1016 Hz，

　　(2)氫原子核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，庫倫力作向心力，

　　有　①

　　其中r3＝9r1

　　根據(jù)電流強(qiáng)度的定義�、�

　　由①②得　③

　　將數(shù)據(jù)代入③得I＝3.85×10－5 A

　　(3)由于鈉的極限頻率為6.00×1014 Hz，則使鈉發(fā)生光電效應(yīng)的光子的能量至少為

　　eV＝2.486 eV

　　一群處于n＝5的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光子，要使鈉發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)使躍遷時(shí)兩能級的差，所以在10條光譜線中有E51，E52，、、、6條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)．


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?湛江二模）氫原子的能級公式為En=
E1
n2
，E1表示氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量，一群氫原了處于n=4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們自發(fā)地躍遷到較低的能級時(shí)（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

[物理――選修3-5]

（1） 放射性元素的原子核連續(xù)經(jīng)過三次α衰變和兩次β衰變．若最后變成另一種元素的原子核Y，則新核Y的正確寫法是

A．         B．     C．         D．

（2） 現(xiàn)有一群處于n=4能級上的氫原子，已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量E1=－13.6 eV，氫原子處于基態(tài)時(shí)電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，靜電力常量為k，普朗克常量h=6.63×10－34 J·s.則電子在n=4的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是     J；這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是      Hz。

（3）如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M＝1 kg的小車，小車的上表面有一個(gè)質(zhì)量為m＝0.9 kg的滑塊，在滑塊與小車的擋板間用輕彈簧相連接，滑塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，整個(gè)系統(tǒng)一起以v1＝10 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)．此時(shí)彈簧長度恰好為原長．現(xiàn)在用質(zhì)量為m0＝0.1 kg的子彈，以v0＝50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時(shí)間極短．已知當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)的彈性勢能為Ep＝8.6 J．（g取10m/s2）求：

（�。┳訌椛淙牖瑝K的瞬間滑塊的速度；

（ⅱ）從子彈射入到彈簧壓縮最短，滑塊在車上滑行的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

[物理――選修3-5]（27分）

（1） (5分)放射性元素的原子核連續(xù)經(jīng)過三次α衰變和兩次β衰變．若最后變成另一種元素的原子核Y，則新核Y的正確寫法是

A．        B．     C．        D．

（2） (6分) 現(xiàn)有一群處于n=4能級上的氫原子，已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量E1=－13.6 eV，氫原子處于基態(tài)時(shí)電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，靜電力常量為k，普朗克常量h=6.63×10－34 J·s.則電子在n=4的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是    J；這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是      Hz。

（3）(16分)如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M＝1 kg的小車，小車的上表面有一個(gè)質(zhì)量為m＝0.9 kg的滑塊，在滑塊與小車的擋板間用輕彈簧相連接，滑塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，整個(gè)系統(tǒng)一起以v1＝10 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)．此時(shí)彈簧長度恰好為原長．現(xiàn)在用質(zhì)量為m0＝0.1 kg的子彈，以v0＝50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時(shí)間極短．已知當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)的彈性勢能為Ep＝8.6 J．（g取10m/s2）求：

（�。┳訌椛淙牖瑝K的瞬間滑塊的速度；

（ⅱ）從子彈射入到彈簧壓縮最短，滑塊在車上滑行的距離．

 

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科目：高中物理 來源：2010年大連市長海高中高二下學(xué)期期末考試（重點(diǎn)班）物理試題 題型：計(jì)算題

[物理――選修3-5]（27分）
（1） (5分)放射性元素的原子核連續(xù)經(jīng)過三次α衰變和兩次β衰變．若最后變成另一種元素的原子核Y，則新核Y的正確寫法是

A．B．C．D．
（2） (6分) 現(xiàn)有一群處于n=4能級上的氫原子，已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量E1=－13.6 eV，氫原子處于基態(tài)時(shí)電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，靜電力常量為k，普朗克常量h=6.63×10－34J·s.則電子在n=4的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是    J；這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是     Hz。
（3）(16分)如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M＝1 kg的小車，小車的上表面有一個(gè)質(zhì)量為m＝0.9 kg的滑塊，在滑塊與小車的擋板間用輕彈簧相連接，滑塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，整個(gè)系統(tǒng)一起以v1＝10 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)．此時(shí)彈簧長度恰好為原長．現(xiàn)在用質(zhì)量為m0＝0.1 kg的子彈，以v0＝50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時(shí)間極短．已知當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)的彈性勢能為Ep＝8.6 J．（g取10m/s2）求：
（�。┳訌椛淙牖瑝K的瞬間滑塊的速度；
（ⅱ）從子彈射入到彈簧壓縮最短，滑塊在車上滑行的距離．

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科目：高中物理 來源：2010年大連市高二下學(xué)期期末考試（重點(diǎn)班）物理試題 題型：計(jì)算題

[物理――選修3-5]（27分）

（1） (5分)放射性元素的原子核連續(xù)經(jīng)過三次α衰變和兩次β衰變．若最后變成另一種元素的原子核Y，則新核Y的正確寫法是

A．         B．     C．         D．

（2） (6分) 現(xiàn)有一群處于n=4能級上的氫原子，已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量E1=－13.6 eV，氫原子處于基態(tài)時(shí)電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，靜電力常量為k，普朗克常量h=6.63×10－34 J·s.則電子在n=4的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是     J；這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是      Hz。

（3）(16分)如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M＝1 kg的小車，小車的上表面有一個(gè)質(zhì)量為m＝0.9 kg的滑塊，在滑塊與小車的擋板間用輕彈簧相連接，滑塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，整個(gè)系統(tǒng)一起以v1＝10 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)．此時(shí)彈簧長度恰好為原長．現(xiàn)在用質(zhì)量為m0＝0.1 kg的子彈，以v0＝50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時(shí)間極短．已知當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)的彈性勢能為Ep＝8.6 J．（g取10m/s2）求：

（�。┳訌椛淙牖瑝K的瞬間滑塊的速度；

（ⅱ）從子彈射入到彈簧壓縮最短，滑塊在車上滑行的距離．

 

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