物理原子能级跃迁波长关系巧记
原子光谱与能级跃迁
原子光谱与能级跃迁原子光谱作为一种重要的光谱分析方法，通过观察物质在特定条件下发射或吸收光的行为，可以研究原子内部的能级结构及其跃迁规律。
本文将介绍原子光谱的基本原理，并探讨能级跃迁对原子光谱的影响。
一、原子光谱的基本原理原子光谱是研究原子内部能级结构的重要手段。
当原子受到能量激发时，电子会从低能级跃迁到高能级，或从高能级跃迁到低能级，这个过程中会伴随着光的发射或吸收。
根据光的波长、频率或能量，可以确定原子内部的能级差异和电子的跃迁规律。
在光谱分析中，常用的光源有连续光源和线状光源。
连续光源产生的光谱是连续的，包括各种波长的光，而线状光源产生的光谱是离散的，只包含特定波长的光。
原子光谱常常使用线状光源，因为原子内部的能级结构是离散的，只有在特定波长下才能发生跃迁。
二、原子光谱的形成与原子内部能级的跃迁密切相关。
在原子的能级结构中，电子围绕原子核以不同的能级存在。
当原子受到能量激发时，电子可以跃迁到较高的能级，也可以从较高的能级跃迁到较低的能级。
这种跃迁过程中伴随着能量的吸收或发射，产生了特定波长的光。
原子的能级跃迁可以分为吸收和发射两种情况。
当原子经历吸收过程时，电子从低能级跃迁到高能级，吸收了能量。
而在发射过程中，电子从高能级跃迁到低能级，释放出能量，形成了特定波长的光谱线。
不同元素的原子具有不同的能级结构，因此它们的光谱线也是独特的，可以用于元素的鉴定和分析。
原子光谱包括吸收光谱和发射光谱。
吸收光谱是指原子吸收特定波长的光线后产生的光谱，它可以用于判断分析物中是否存在某种元素。
发射光谱则是指原子在受到激发后发射光线的光谱，通过观察元素特定波长的发射光谱，可以确定样品中元素的含量。
三、原子光谱的应用原子光谱在科学研究、工业生产和环境监测等领域都有广泛的应用。
以下列举几个典型的应用案例：1. 光谱分析：原子光谱可以用于分析样品中元素的类型和含量，例如用火焰原子吸收光谱法可以测定水样中金属元素的含量。
氢原子跃迁谱线条数计算公式
氢原子跃迁谱线条数计算公式氢原子是物理学中最简单的原子，由一个质子和一个电子组成。
它是研究原子结构和光谱学的重要模型。
在氢原子中，电子可以从一个能级跃迁到另一个能级，这些跃迁会发出特定波长的电磁辐射，形成一系列谱线。
这些谱线的数量可以通过简单的公式计算得出。
首先，我们需要了解氢原子的能级结构。
氢原子的能级由一个主量子数n来确定，能级编号从n = 1开始。
每个能级可以有多个亚能级，由一个角量子数l（0 ≤ l ≤ n-1）来确定。
每个亚能级又可以有多个轨道角动量量子数m（-l ≤ m ≤ l）来确定。
根据量子力学理论，氢原子的能级可以用以下公式表示：E = -13.6/n^2 eV其中E是能级的能量，n是主量子数。
这个公式表明，氢原子的能级是离散的，能级越高，能量越低。
当一个电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出一定的能量，这个能量可以用以下公式计算：ΔE = E_i - E_f = -13.6(1/n_i^2 - 1/n_f^2) eV其中ΔE是跃迁释放的能量，E_i和E_f是初始和最终能级的能量，n_i和n_f是初始和最终能级的主量子数。
根据普朗克-爱因斯坦关系，释放的能量可以用以下公式计算： E = hc/λ其中E是能量，h是普朗克常数，c是光速，λ是波长。
这个公式表明，波长越短，能量越高。
因此，当一个电子从高能级跃迁到低能级时，它会释放出一定波长的光。
这个波长可以用以下公式计算：λ = hc/ΔE其中λ是波长，h和c是常数，ΔE是跃迁释放的能量。
根据量子力学理论，氢原子的谱线可以用以下公式计算：ν = R(1/n_i^2 - 1/n_f^2)其中ν是频率，R是里德伯常数，n_i和n_f是初始和最终能级的主量子数。
因为频率和波长之间有以下关系：c = λν因此，我们可以用以下公式计算氢原子的谱线波长：λ = c/ν = hcR(1/n_i^2 - 1/n_f^2)这个公式可以用来计算氢原子的所有谱线波长。
12原子的能级和辐射跃迁
T 6.26 10 K
3
六. 辐射跃迁和非辐射跃迁
1.跃迁: 粒子由一个能级过渡到另一能级的过程 2.辐射跃迁: 粒子发射或吸收光子的跃迁(满足跃迁选择定则) ①发射跃迁: 粒子发射一光子ε = hv=E2－E1而由高能级跃迁 至低能级; E2
E2 E1 h
E1 ②吸收跃迁: 粒子吸收一光子ε=hv=E2－E1 而由低能级跃迁 至高能级. E2
原子状态
n 1 2
l 0 1
ml 0 1 0 -1
ms
简并度
1s 2p
g1=2 g2=6
电子 n =3 态
有几种简并态？
•角动量有 3 种
•每种角动量空间取向有2l+1种
•电子还有2种自旋
•所以共有18种
2 Z ( 2 l 1 ) 2 2 n •一般结论: 简并态 n l 0
Z方向分量有5种取值
2
2
L 6
Lz ml
ml 0, 1, 2
0
Lz 0, , 2 说明 L 有五种可能的取向 对 z 轴旋转对称
4.自旋磁量子数 ms ( 1/2 , -1/2 )
决定电子自旋角动量空间取向
• 电子自旋角动量大小
S s(s 1)
一般，能级寿命 10-8 10-9 S 如H原子 2p态 0.1610-8 S 3p态 0.5410-8S 亚稳态：如He原子的两个亚稳态能级 (20.55eV) 10-4 S (19.77eV) 10-6 S
1—2 原子的能级和辐射跃迁
n 一.原子的能级和简并度
由量子力学得出的氢原子 能级图 玻尔理论的一条能级对应于 电子的一种轨道 量子力学的一条能级 则对应于电子的一种状态 每个状态用量子数 n , l , ml ms 来描述 1
原子能级和辐射知识点总结
原子能级和辐射知识点总结一、原子能级1. 原子结构原子是由原子核和绕核运动的电子组成的，原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电。
电子是带负电的，围绕原子核轨道运动。
2. 能级原子的电子围绕原子核运动时，由于受到电子自旋磁矩和轨道磁矩的相互作用，会产生能级分裂，形成多个能级。
电子在这些能级上运动时，会处于不同的状态。
3. 能级跃迁当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或发射光子，这种光子的能量正好等于两个能级之间的能差。
这是光子的辐射。
4. 能级的确定能级取决于原子核的质量和电子的位置，不同的原子核和电子分布形式会导致不同的能级结构。
每个原子都有特定的能级，这些能级是由原子的物理特性所决定的。
5. 能级的作用原子的能级决定了原子的光谱特性，不同原子的能级结构不同，因此存在着不同的光谱线。
通过研究原子的能级结构，可以揭示原子内部的物理特性，从而为原子物理学和量子力学的研究提供重要的信息。
6. 能级分布原子的能级是离散的，即只能取一些特定的数值。
在研究光谱时，我们经常需要计算原子的能级分布，以便理解光谱线的产生机制。
二、辐射1. 辐射的概念辐射是指从一个物体发射出的能量或粒子，并向外传播的过程。
辐射可以是电磁波、光子、中子等形式，通常是由原子、分子或亚原子粒子发射出来的。
2. 辐射的分类辐射可以分为电磁辐射和粒子辐射两大类。
电磁辐射包括可见光、紫外线、X射线和γ射线等，而粒子辐射包括α射线、β射线和中子辐射等。
3. 电磁辐射电磁辐射是由电磁场振荡产生的，具有电磁波的性质。
根据频率不同，电磁辐射可以分为不同的波段，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
不同波长的电磁辐射具有不同的能量和穿透能力。
4. 粒子辐射粒子辐射是由高速粒子产生的，包括α粒子、β粒子和中子。
这些粒子具有质量和电荷，与物质相互作用时会产生不同的效应。
5. 吸收和发射物质对辐射的吸收和发射是辐射研究的重要课题。
高中物理能级跃迁解题方法
高中物理能级跃迁解题方法
能级跃迁可以用波长、频率或能量来计算，具体解题方法如下：
1. 波长解法：根据能级跃迁前后的波长公式
$\lambda=\frac{hc}{E}$，其中 $h$ 为普朗克常数，$c$ 为光速，$E$ 为能量差，求出能级跃迁前后的波长，再计算出波长差或
频率差，即可得到问题的解答。
2. 频率解法：根据能级跃迁前后的频率公式$f=\frac{E}{h}$，求出能级跃迁前后的频率，再计算出频率差或波长差，即可得到问题的解答。
3. 能量解法：根据能级跃迁前后的能量公式
$E=\frac{hC}{\lambda}$，求出能级跃迁前后的能量，再计算
出能量差或频率差，即可得到问题的解答。
在具体解题过程中，需要根据题目要求选择合适的解法和公式，注意单位的转换和计算精度，有些问题还需要结合能级图等辅助信息进行分析和解答。
13-06氢原子能级及能级跃迁
相邻横线间 的距离
带箭头的竖线
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2.定态间的跃迁——满足能级差． n小→n大吸收能量 hν＝En大－En小． n大→n小放出能量 hν＝En大－En小．
吸收一 定频率 的光子
释放 一定 频率 光子
3．电离 电离态与电离能 (1)电离态：n＝∞，E＝0 基态→电离态：E吸＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV电离能． n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4 eV (2)如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带 动能．
第12页
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【典例2】 [2013· 江苏单科，12C(2)]根据
玻尔原子结构理论,氦离子(He＋)的能级图
如图所示.电子处在n＝3轨道上比处在n＝ 近 选填“近” 5轨道上离氦核的距离_____( 或“远”).当大量He＋处在n＝4的激发态 6 条. 时,由于跃迁所发射的谱线有_____
1 1 1 ＝R22－n2 ，(n＝3,4,5，…)， λ
R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n为量子数．
第4页
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2．玻尔理论 (1)定态：原子只能处于一系列________ 不连续 的能量状态中，在这些 能量状态中原子是______ 稳定 的，电子虽然绕核运动，但并不向外 辐射能量． (2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收 一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即 Em－En h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J· hν＝________.( s) (3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运 动相对应．原子的定态是_________ 不连续 的， 不连续 的． 因此电子的可能轨道也是________
高中物理：氢原子跃迁应注意的五个不同
一、应注意一群原子和一个原子跃迁的不同一群氢原子就是处在n轨道上有若干个氢原子，某个氢原子向低能级跃迁时，可能从n能级直接跃迁到基态，产生一条谱线；另一个氢原子可能从n能级跃迁到某一激发态，产生另一条谱线，该氢原子再从这一激发态跃迁到基态，再产生一条谱……由数学知识得到一群氢原子处于n能级时可能辐射的谱线条数为。
对于只有一个氢原子的，该氢原子可从n能级直接跃迁到基态，故最少可产生一条谱线，不难推出当氢原子从n能级逐级往下跃迁时，最多可产生n－1条谱线。
例1、有一个处于量子数n＝4的激发态的氢原子，它向低能级跃迁时，最多可能发出几种频率的光子？解析：对于一个氢原子，它只能是多种可能的跃迁过程的一种，如图1所示，由能级跃迁规律可知：处于量子数n＝4的氢原子跃迁到n＝3，n＝2，n＝1较低能级，所以最多的谱线只有3条。
图1例2、现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的（）A.2200B.2000C.1200D.2400解析：这是全国理综考题，由题中所给信息，处于量子数n＝4的氢原子跃迁到n＝3，n＝2，n＝1较低能级的原子数分别为个，则辐射光子数为个。
而处于量子数n＝3的400个氢原子向n＝2，n＝1跃迁，跃迁原子数分别为个，则辐射光子数为200×2＝400个，而处于量子数n＝2的原子总数为400＋200＝600个，向基态跃迁则辐射光子数为600个。
所以，此过程发出光子的总数为1200＋400＋600＝2200个。
即选项A正确。
二、应注意跃迁与电离的不同根据玻尔理论，当原子从低能态向高能态跃迁时，必须吸收光子方能实现；相反，当原子从高能态向低能态跃迁时，必须辐射光子才能实现，不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量必须满足，即两个能级的能量差。
原子结构 光谱和能级跃迁
原子结构 光谱和能级跃迁1．电子的发现英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”．2．原子的核式结构(1)1909～1911年，英籍物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了核式结构模型．图1(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”，如图1所示．(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动．3．氢原子光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R (122－1n 2)(n ＝3,4,5，…，R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1)．(4)光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义．4．氢原子的能级结构、能级公式(1)玻尔理论①定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．②跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E m －E n .(h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s)③轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．(2)能级和半径公式：①能级公式：E n＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.②半径公式：r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.5．氢原子的能级图能级图如图2所示图2。
原子光谱与能级跃迁
原子光谱与能级跃迁光谱学是研究物质与光之间相互作用的科学，而原子光谱则是光谱学中的一个重要分支。
原子光谱的研究对于理解原子的内部结构和物质的性质具有重要意义。
在原子光谱中，能级跃迁是一个关键概念，它描述了原子在吸收或发射光子时电子能级的变化。
在原子光谱研究中，我们通常使用光源将光通过样品中的原子，然后通过光谱仪进行分析。
当光通过原子时，原子中的电子会吸收光子的能量，从而跃迁到更高能级的状态。
这个过程称为吸收光谱。
吸收光谱的特征是在光谱图上出现吸收峰，每个吸收峰对应着一个特定的能级跃迁。
原子中的电子也可以从高能级跃迁到低能级，释放出光子的能量。
这个过程称为发射光谱。
发射光谱的特征是在光谱图上出现发射峰，每个发射峰对应着一个特定的能级跃迁。
通过分析吸收光谱和发射光谱，我们可以确定原子中的能级结构和能级跃迁的规律。
能级跃迁是原子光谱中的核心概念。
在原子中，电子围绕原子核运动，具有不同的能级。
这些能级之间存在着一定的能量差，当电子跃迁到不同能级时，会吸收或释放特定能量的光子。
这个能量差与光子的频率和波长有关，通过测量光谱图中的峰值位置，我们可以计算出能级之间的能量差。
能级跃迁不仅仅是原子光谱的基础，也是许多实际应用的关键。
例如，在光谱分析中，我们可以通过测量样品的吸收光谱来确定样品中的化学成分。
不同元素的原子具有不同的能级结构，因此它们会吸收不同波长的光。
通过比较样品的吸收光谱与已知元素的光谱数据库，我们可以确定样品中的元素种类和浓度。
能级跃迁还在激光技术中发挥着重要作用。
激光是一种具有高度定向性和单色性的光束，它的产生和放大过程涉及到原子中的能级跃迁。
通过激发原子中的电子跃迁到高能级，然后在受激辐射的作用下回到低能级，原子可以释放出一束高强度、单色性好的激光光束。
激光技术在医学、通信、材料加工等领域有着广泛的应用。
总之，原子光谱与能级跃迁是光谱学中的重要概念。
通过研究原子的能级结构和能级跃迁规律，我们可以深入理解物质的性质和相互作用机制。
原子光谱学与能级跃迁
原子光谱学与能级跃迁光谱学是一门研究物质光谱特性的学科，而原子光谱学则是其重要的分支之一。
原子光谱学主要研究原子在自由态和激发态之间的能级跃迁过程，并通过分析这些能级跃迁所产生的光谱现象，揭示物质的内部结构和性质。
本文将介绍原子光谱学的基本概念、能级跃迁的原理以及其在科学研究和实际应用中的重要性。
一、原子光谱学基本概念原子光谱学研究的对象是原子在特定条件下发射或吸收特定波长的光线所表现出的光谱现象。
在特定条件下，原子可以从基态跃迁到激发态，或者从激发态回到基态，这些能级之间的跃迁是原子发射或吸收特定波长的光线的根本原因。
原子光谱学主要分为发射光谱和吸收光谱两种类型。
发射光谱是指原子从激发态回到基态时所发射出的光谱，吸收光谱则是原子在吸收特定波长的光线时所表现出的光谱。
二、原子能级跃迁的原理原子的能级跃迁是原子光谱学研究的核心。
原子的能级是指原子中电子可能存在的不同能量状态，具有一定的能级差。
原子从低能级跃迁到高能级的过程称为激发，而从高能级跃迁到低能级的过程称为自发辐射。
原子能级的跃迁是由电子的吸收或释放能量引起的。
当原子吸收足够能量时，电子从基态激发到激发态。
而在激发态，电子具有较高的能量，可以通过自发辐射的方式返回到基态。
在此过程中，原子会发射出特定波长的光线，形成特定的光谱线。
原子能级的构成与电子的分布有关。
在原子中，电子存在于不同的轨道和能级上。
每个能级都有固定的能量。
当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，它会吸收或释放与两个能级之间的能量差相等的光子。
三、原子光谱学的应用原子光谱学在物理学、化学、天文学等领域具有重要的应用价值。
1. 分析元素成分：通过分析物质的发射光谱，可以确定物质中所含元素的种类和相对含量。
这对于材料的制备和质量控制具有重要意义。
2. 发展光谱学技术：原子光谱学的研究推动了光学仪器和光谱学技术的发展。
例如，光谱仪、光电倍增管等设备的发展使得原子光谱学的实验研究更加精确和扩展。
物理能量跃迁知识点总结
物理能量跃迁知识点总结一、能量的定义和分类能量是物体具有的使其能够进行工作的物理量。
根据能量的来源和形式，能量可以分为多种不同的类型，主要包括：1. 动能：物体由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量和速度有关，动能的公式为E=1/2mv^2，其中E为动能，m为物体的质量，v为物体的速度。
2. 势能：物体由于位置或形状而具有的能量，主要包括重力势能、弹性势能、化学势能等，其值与物体的位置或形状有关。
例如，物体在高处具有的重力势能为mgh，其中m为物体的质量，g为重力加速度，h为物体的高度。
3. 热能：物体内部微观粒子（原子、分子等）之间由于运动而具有的能量，其大小与物体的温度有关，热能的传递方式主要有热传导、对流、辐射等。
根据热力学第一定律，热能可以相互转化为机械能或其他形式的能量。
4. 电能：物体内部电荷之间由于相互作用而具有的能量，其大小与电荷的数量和电压有关，电能的公式为E=QV，其中E为电能，Q为电荷数量，V为电压。
二、能级和能级跃迁在原子、分子或凝聚态物质中，粒子所具有的能量呈离散的量子化形式，这些离散的能量值被称为能级。
每个能级对应着一定的能量和特定的物理状态。
当粒子从一个能级跃迁到另一个能级时，其能量发生了变化，这种跃迁过程称为能级跃迁。
1. 原子能级和光谱原子的能级是离散的，其具体数值由原子的结构和物理性质决定。
当原子发生能级跃迁时，会吸收或发射特定波长的光，这种现象被称为光谱。
原子的光谱可以分为发射光谱和吸收光谱两种。
发射光谱是指原子由高能级跃迁到低能级时发射出的特定波长的光，而吸收光谱是指原子吸收特定波长的光导致能级跃迁的过程。
2. 分子和凝聚态物质的能级跃迁分子和凝聚态物质的能级跃迁是指分子内部的电子或原子核从一个能级跃迁到另一个能级的过程。
这种跃迁可以导致分子或凝聚态物质吸收或发射特定波长的光或其他形式的能量。
在分子和凝聚态物质中，由于存在共振、激发态、分子轨道等现象，能级跃迁的过程更加复杂，但其基本原理与原子的能级跃迁类似。
原子能级跃迁规律
原子能级跃迁规律
原子能级跃迁是指原子的电子在不同的能级之间进行转移的现象。
这种跃迁是由于原子内部的电子在受到外部激发或自发辐射的作用下，从一个能级跃迁到另一个能级，释放或吸收特定频率的电磁辐射。
原子能级跃迁规律可以总结为以下几点：
1. 能级跃迁是量子化的
原子能级具有离散的能量值，因此能级跃迁的能量也是离散的。
这意味着只有特定的频率才能激发原子内部的电子跃迁。
2. 能级跃迁会释放或吸收辐射
能级跃迁释放或吸收的辐射是电磁波，其频率与能级差值成正比。
当电子从高能级向低能级跃迁时，会释放能量，辐射出电磁波。
反之，当电子从低能级向高能级跃迁时，会吸收能量，吸收特定频率的电磁波。
3. 能级跃迁具有选择定则
原子能级跃迁的频率和辐射方向受到选择定则的限制。
这些规则基于量子力学原理，包括电偶极辐射选择定则、旋量选择定则和对称性选择定则等。
4. 能级跃迁可以用光谱分析来研究
能级跃迁释放或吸收的电磁波形成的光谱线可以用来研究原子结构和性质。
不同元素的光谱线具有独特的频率和强度，因此可以用来确定元素的存在和浓度。
原子能级跃迁规律是量子力学的基本原理之一，对于研究原子结构和性质具有重要意义。
通过对能级跃迁的研究，我们可以深入了解原子内部的电子结构和行为，以及物质的光谱特性。
氢原子能级跃迁公式
氢原子能级跃迁公式氢原子能级跃迁公式是描述氢原子内电子能级跃迁的一组方程。
氢原子是由一个质子和一个电子组成的简单原子系统，是量子力学的基础模型之一、其能级跃迁公式描述了氢原子中电子在不同能级之间跃迁的能量差和频率之间的关系。
在氢原子中，电子所处的能级可以用一个主量子数n来描述，其中n取正整数值（1、2、3，……）。
每个能级上有多个不同的子能级，用一个次量子数l来描述，其中l取从0到n-1的整数。
除此之外，每个子能级还可以进一步细分为不同的磁量子数m，其取值范围为从-l到l的整数。
1.能量差：能级跃迁的能量差可以通过氢原子的吸收或发射光的波长来测量。
能量差与两个能级之间的主量子数n的差值有关。
根据氢原子的能级结构理论，能量差可以由下式给出：ΔE = E_final - E_initial = -13.6 eV * (1/n_final^2 -1/n_initial^2)其中，ΔE 是能级跃迁的能量差，E_final 和 E_initial 是电子在跃迁前后的能量，n_final 和 n_initial 分别是跃迁前后的主量子数。
2.频率：能级跃迁的频率可以通过氢原子的吸收或发射光的频率来测量。
频率与能量差有着直接的关系，可以利用光的频率与能量的关系来推导出频率。
根据普朗克能量-频率关系和光速公式，得出频率公式为：ν=ΔE/h其中，ν是能级跃迁的频率，ΔE是能级跃迁的能量差，h是普朗克常数（约等于6.63×10^(-34)J·s）。
通过这两个公式，我们可以根据电子能级的主量子数和次量子数来计算氢原子能级跃迁的能量差和频率。
这些计算结果对研究光谱学、能级结构和原子物理等领域的研究具有重要意义。
举例来说，如果一个电子从第n=2能级的子能级l=1（即2p能级）跃迁到第n=1能级（即基态），根据能级跃迁公式可以计算出能量差ΔE=10.2eV。
然后，根据频率公式可以计算出对应的频率ν=ΔE/h。
高中物理能级跃迁知识点
高中物理能级跃迁知识点
高中物理能级跃迁知识点如下：
1、在轨道上运动的电子带有电荷，运动中要辐射电磁波。
2、电子损失能量，它的轨道半径会变小，最终落到原子核上。
3、轨道量子化：电子绕核运动的轨道半径只能是某些分立的数值。
对应的氢原子的轨道半径为：rn=n2r1(n=1,2,3,…………)，r1=0.53×10-10m。
4、原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态，跃迁时以光子的形式放出能量。
5、原子的能量包括电子的动能和电势能（电势能为电子和原子共有）即：原子的能量En=EKn+EPn.轨道越低，电子的动能越大，但势能更小，原子的能量变小。
能级跃迁
能级跃迁首先由波尔提出，但是波尔将宏观规律用到其中，所以除了氢原子的能级跃迁之外，在对其他复杂的原子的跃迁规律的探究中，波尔遇到了很大的困难。
能级跃迁这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光。
2020年高考物理备考微专题精准突破专题6.3 能级跃迁分析(解析版)
2020年高考物理备考微专题精准突破专题6.3 能级跃迁分析【专题诠释】1．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m －E n .(h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．2．氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n ＝1n 2E 1(n ＝1,2,3，…)，其中E 1为基态能量，其数值为E 1＝－13.6 eV . ②氢原子的半径公式：r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)，其中r 1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r 1＝0.53×10－10m.4．定态间的跃迁——满足能级差(1)从低能级(n 小)――→跃迁高能级(n 大)―→吸收能量．hν＝E n 大－E n 小(2)从高能级(n 大)――→跃迁低能级(n 小)―→放出能量．hν＝E n 大－E n 小5．电离电离态：n ＝∞，E ＝0基态→电离态：E 吸＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV .n ＝2→电离态：E 吸＝0－E 2＝3.4 eV如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能．【高考领航】【2019·新课标全国Ⅰ卷】氢原子能级示意图如图所示。
光子能量在1.63 eV~3.10 eV 的光为可见光。
要使处于基态（n =1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（ ）A ．12.09 eVB ．10.20 eVC ．1.89 eVD ．1.5l eV【答案】A 【解析】由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV 的可见光。
【期末提升】必刷03 原子能级问题及跃迁方式-2019-2020学年下学期高二物理人教版期末强化复习必刷题
必刷03 原子能级问题及跃迁方式基础知识一、玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量.(2)跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E m －En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的.二、氢原子的能量和能级变迁(1)能级和半径公式：①能级公式：En ＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.②半径公式：rn ＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态轨道半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(2)氢原子的能级图，如图2所示图2典型例题【典例1】(多选)一群处于基态的氢原子吸收某种光子后，向外辐射了ν1、ν2、ν3三种频率的光子，且ν1>ν2>ν3，则( )A．被氢原子吸收的光子的能量为hν1B．被氢原子吸收的光子的能量为hν2C．ν1＝ν2＋ν3D．hν3＝hν2＋hν1【答案】AC【解析】氢原子吸收光子能向外辐射出三种频率的光子，说明氢原子从基态跃迁到了n＝3激发态(如图所示)，在n＝3激发态不稳定，又向低能级跃迁，发出光子，其中从n＝3能级跃迁到基态的光子能量最大，为hν1，从n＝2能级跃迁到基态的光子能量比从n＝3能级跃迁到n＝2能级的光子能量大，氢原子一定是吸收了能量为hν1的光子，关系式hν1＝hν2＋hν3，即ν1＝ν2＋ν3成立．【典例2】(多选)氢原子的能级图如图所示，关于大量氢原子的能级跃迁，下列说法正确的是(可见光的波长范围为4.0×10－7～7.6×10－7m，普朗克常量h ＝6.6×10－34J·s，真空中的光速c＝3.0×108m/s)( )A．氢原子从高能级跃迁到基态时，会辐射γ射线B．氢原子处在n＝4能级时，会辐射可见光C．氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，辐射的光具有显著的热效应D．氢原子从高能级向n＝2能级跃迁时，辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量为1.89 eV【答案】BC【解析】γ射线是原子核衰变时产生的高能电磁波，与核外电子无关，故A错误；根据ΔE＝hν＝h，可得可见光光子的能量范围为1.63～3.09 eV.氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级辐射光子的能量为ΔE＝2.55 eV，处在可见光能量范围内，故B选项正确；从高能级向n＝3能级跃迁辐射出最大能量为1.51 eV<1.63 eV，属于红外线，具有热效应，所以C选项正确；在同一介质中传播速度越小，折射率越大，光子频率越大，能量越大，而从高能级向n＝2能级跃迁时辐射的光子的最大能量为3.4 eV，所以D选项错误．【典例3】(多选)已知氢原子基态能量为－13.6 eV，下列说法正确的有( )A．使n＝2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4 eV的能量B．氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2能级，放出光子，能量增加C．处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV的光子跃迁到n＝4激发态D．大量处于n＝3激发态的氢原子跃迁时会辐射出3种不同频率的光【答案】AD＝－eV＝－3.4 eV，因此要使处【解析】处于n＝2能级时的能量为E2于n＝2能级的氢原子电离至少需要吸收的能量为3.4 eV，A正确；氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2能级，放出光子，能量减少，B错误；处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV的光子，能量为ΔE＝－13.6 eV＋10.2 eV＝－3.4 eV，会从n＝1能级跃迁到n＝2能级，C错误；根据C＝3可知，大量处于n＝3能级的氢原子跃迁时能辐射出3种不同频率的光子，D正确．【典例4】氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图所示，用一群处于第4能级的氦离子发出的光照射处于基态的氢原子．求：(1)氦离子发出的光子中，有几种能使氢原子发生光电效应？(2)发生光电效应时，光电子的最大初动能最大是多少？【答案】(1)3种 (2)37.4 eV【解析】(1)一群处于n＝4能级的氦离子跃迁时，一共发出N＝＝6种光子．由频率条件hν＝Em －En知6种光子的能量分别是由n＝4到n＝3，hν1＝E4－E3＝2.6 eV，由n＝4到n＝2，hν2＝E4－E2＝10.2 eV，由n＝4到n＝1，hν3＝E4－E1＝51.0 eV，由n＝3到n＝2，hν4＝E3－E2＝7.6 eV，由n＝3到n＝1，hν5＝E3－E1＝48.4 eV，由n＝2到n＝1，hν6＝E2－E1＝40.8 eV，由发生光电效应的条件知，hν3、hν5、hν6三种光子可使处于基态的氢原子发生光电效应．(2)由光电效应方程Ek ＝hν－W知，能量为51.0 eV的光子使氢原子逸出的光电子最大初动能最大，将W0＝13.6 eV代入，Ek＝hν－W得Ek＝37.4 eV.【典例5】已知氢原子的能级规律为En ＝(其中E1＝－13.6 eV，n＝1，2，3…)，现用光子能量为12.75 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是( )A．照射时不能被基态的氢原子吸收B．可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种C．氢原子发射不同频率的光，可见光有2种D．可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种【答案】CD【解析】由题可知，E41＝12.75 eV，故基态氢原子吸收12.75 eV的能量跃迁到n＝4的能级，可发射6种波长的光，其中从n＝4、n＝3跃迁到n＝2的能级发出可见光，故选项C、D正确。
从无穷跃迁到1的波长
从无穷跃迁到1的波长
从无穷迁移到1的波长是指一个电子从能级无穷跃迁到能级1时所辐射的光的波长。
根据波尔模型，电子在能级之间跃迁时会辐射出光，其波长可以通过下式计算：
1/λ= R_H * (1/n_f^2 - 1/n_i^2)
其中，R_H为里德伯常量，n_i和n_f分别是起始和终止能级的主量子数。
在氢原子中，能级1对应的主量子数是n_i = 1，而无穷远处的能级对应的主量子数是n_f = ∞。
将这些值代入上述公式，可以计算出从无穷迁移到1的波长。
由于无穷远处的能级对应的主量子数是无穷大，因此可以将1/n_f^2 项忽略。
因此，可以简化为：
1/λ= R_H * (1 - 1/n_f^2)
根据目前对于氢原子的理论计算，R_H的数值约为1.09737316 * 10^7 m^-1。
将这个值和n_f = ∞代入上述公式，得到：
1/λ= 1.09737316 * 10^7 m^-1
解这个方程，可以得到从无穷迁移到1的波长λ的数值。
注意：由于这个测量是基于理论计算，所以这个值是一个近似值，并且氢原子的具体结构和电子的能级也受到量子力学效应的影响，因此实际的波长可能会有一定的变化。
氢原子能级跃迁波长最长
氢原子能级跃迁波长最长氢原子能级和跃迁概述氢原子结构氢原子由一个质子和一个电子组成，质子位于氢原子核的核心，电子则绕核心轨道运动。
根据量子力学理论，电子存在于不同的能级上，能级编号为n（从1到无穷大）。
每个能级可以容纳的电子数目由射频因子l决定，而每个能级上的电子数目由规则ms决定。
能级跃迁能级跃迁是指电子在不同能级之间的跃迁过程。
当氢原子吸收或释放能量时，电子会从一个能级跃迁到另一个能级。
如果电子从较高的能级跃迁到较低的能级，它会释放出能量，并产生特定波长的光。
反之，如果电子从较低的能级跃迁到较高的能级，它会吸收外部能量。
跃迁波长与能级差异能级跃迁波长与能级差异有直接关系。
根据氢原子的玻尔模型，当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，跃迁波长可由下式计算得出：λ = (1 / R_H) * (1 / n_1^2 - 1 / n_2^2)其中，λ表示波长，R_H是一种常量，n_1和n_2是跃迁前后的能级编号。
由此可见，当n_1和n_2的数值较大时，波长较长。
能级跃迁波长最长的情况系列跃迁氢原子的能级分布非常复杂，存在众多的能级跃迁路径。
其中，一些跃迁形成了特定系列，如巴尔末(Balmer)系列、林德布拉德(Lyman)系列和帕舍(Paschen)系列。
每个系列都有不同的起始和结束能级。
波长最长的系列根据波长公式，当n_1为1时，波长最大。
因此，林德布拉德系列的起始能级为1，而终止能级则是任意大于1的整数。
在这个系列中，n_2的值决定了跃迁的终止能级。
所以，林德布拉德系列中具有最长波长的跃迁是从任意大于1的整数能级到能级1的跃迁。
结论与应用通过对氢原子能级跃迁的分析，我们可以得出结论：氢原子能级跃迁波长最长的情况发生在林德布拉德系列中，其中从任意大于1的整数能级跃迁到能级1的跃迁所对应的波长最长。
对于物理学和天文学领域来说，了解氢原子能级跃迁的波长最长情况非常重要。
这些知识对于理解天体光谱、宇宙演化以及基础粒子物理等方面至关重要。
原子吸收光的波长
原子吸收光的波长
原子吸收光的波长由原子的能级结构决定。
当光与原子相互作用时，只有与原子能级之间能量差恰好匹配的光子才会被原子吸收。
这个能级差对应着特定的波长。
根据原子吸收光的性质，可以得到以下几个规律：
1. 布喇格方程：布喇格方程是描述原子吸收光的能级结构的一个重要方程。
它可以表示为λ= 2πh/mv，其中λ为波长，h为普朗克常数，m为原子的质量，v 为原子的速度。
2. 能级跃迁：原子在吸收光时，其电子从低能级跃迁到高能级。
这种跃迁只发生在能级之间的特定能量差范围内，对应的波长有具体值。
3. 光谱分析：通过观察和测量被原子吸收的光谱，可以确定原子的能级结构和对应的波长。
例如，原子吸收光谱通常在紫外、可见和红外光区域都有特定的谱线。
需要注意的是，不同元素和不同原子的能级结构是不同的，因此它们吸收光的波长也会有所不同。
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物理原子核能级跃迁波长关系巧记
在原子核能级跃迁有这么一类题：（m>k>n ）某原子从能级m 跃迁到能级n ，发出波长为1λ的光波；从能级m 跃迁到能级k ，发出波长2λ的光波，再从能级k 跃迁到能级n ，发出波长为3λ的光波。
问三种光波的波长1λ 2λ 3λ的关系。
通常此类题为选择题，给出四个差不多的选项。
通过相关公式计算即可得出答案。
但用公式计算时间长，而且易错。
但是其中发现了一些规律：
可知同类题除了变量可以改名外，实质的式子内涵必然相同，便尝试对三条式子进行记忆，式子如下：
)(323*21λλλλλ+=)(313*12λλλλλ-= )(132*13λλλλλ-=
其实这三个式子可以靠理解记忆，这样在考试中就节省了很多时间。
1.从式子结构看，每个式子都是“相加除以相乘”的结构，且等式左边所求波长，右边为另两个波长；
2.根据知识，知道m →n 释放能量最大，所以波长1λ一定最小，所以的分母是相加，其余两个是长的减短的（1λλ-n ）。
如此一来，考试时碰到这类题你就比其他学生多出了几分钟的优势了。
类似的记忆公式的思想还体现在动量+能量守恒的联立式中。
这样的方法是屡试不爽。