原子跃迁时需注意的四个问题

原子跃迁时需注意的四个问题

湖北枣阳二中王胜441200

一注意一群原子和一个原子

氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上。在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时可能的情况只有一种。但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现。

例1有一群处于量子数n=4的激发态的氢原子，在它们辐射光子的过程中，发出的光谱线共有几条？答案：6条。

例2 有一个处于量子数n=4的激发态的氢原子，在它向低能级跃迁时，最多可能发出几种频率的光子？答案：3种。

二注意跃迁与电离

根据玻尔理论，当原子从低能态跃迁到高能态时，必须吸收能量才能实现。相反，当原子从高能态跃迁到低能态时，必须以光子的形式辐射能量才能实现。不论吸收还是辐射能量，必须等于两能级差。若想把处于某一定态原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量。比如使处于n=1能级的氢原子电离，必须吸收至少13.6ev的能量。

例3 用电磁波照射氢原子，使它从E

1的基态跃迁到E

2

的激发态，该电磁波的频率为

多少？答案：ν=（E

2-E

1

）/h

例4 一个氢原子处于基态，用光子能量为15ev的电磁波去照射该原子，问能否使氢原子电离？若能使之电离，则电子被电离后的动能是多大？

答案：氢原子能被电离；

电离后电子具有的动能为1.4ev (15ev-13.6ev=1.4ev)。三注意间接跃迁与直接跃迁

原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁。两种情况下辐射或吸收光子的频率可能不同。

例5一个氢原子中的电子从一半径为r

1的轨道直接跃迁到另一半径为r

2

的轨道，已知

r 1>r

2

，则在此过程中

A 原子要发出一系列频率的光子B原子要吸收一系列频率的光子C原子要吸收某一频率的光子D原子要辐射某一频率的光子

答案：D

四注意入射光子和入射电子

若是在光子的激发下，引起的原子跃迁，则必须要求光子的能量等于原子的两个能级差。若是在电子的碰撞下引起原子的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的两个能级差，这两种情况不同。

例6用12.6ev的光子去轰击处于基态的氢原子样品时，能否引起氢原子的跃迁？

答案：该光子不能引起氢原子的跃迁。

例7用12.6ev的电子去轰击处于基态的氢原子样品时，能否引起氢原子的跃迁？若能跃迁，则可以使氢原子跃迁到哪些能级上？

答案：可以；n=2,n=3。