氢原子光谱高考试题整理

氢原子光谱、氢原子的能级结构、能级公式高考试题

（2013高考江苏物理第12B 题）根据玻尔原子结构理论，氦离子 .：

.

cc

-

（He +

）的能级图如图所示。电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道r 、

5 -------------- 218

上离氦核的距离 ▲

（选填“近”或“远”当大量He +

处在n=4 4 ------------- 左

40

1 ------------- ■百

04

的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有—▲ 条。

2 --------- -116

解析：电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离

I ----------------- 54.4

近。当大量 He +处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有 3+2+仁6条。答案为：近 6

［2014山东卷］【物理35】（1）氢原子能级如图所示，当氢原子从 n = 3跃迁到n = 2的能级

时，辐射光的波长为 656 nm •以下判断正确的是 ___________ .（双选，填正确答案标号）

a. 氢原子从n = 2跃迁到n = 1的能级时，辐射光的波长大于 656 nm

b.

用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从 n = 1跃迁到n = 2的 能

级 c.

一群处于n = 3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3种谱

线 d.

用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从

n = 2跃迁到n = 3

的能级

39. （1）cd

［解析］⑴由氢原子能级图可知氢原子从 n =2跃迁到n = 1的能级的能级差大于从 n =3

跃迁到n = 2的能级的能级差，根据|E n — E m |= h V 和 尸可知，|E n — E m |= h ：，选项a 错误； 同理从n =1跃迁到n = 2的能级需要的光子能量大约为从 n =3跃迁到n =2的能级差的五倍

左右，对应光子波长应为从

n =3跃迁到n = 2的能级辐射光波长的五分之一左右，选项

b

错误；氢原子从n =3跃迁到n = 1的能级的能级差最多有三种情况， 即对应最多有三种频率

的光谱线，选项c 正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足

|E n — E m |= h ：，选项d 正确.

［2014浙江卷］（2）玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图 如图2所示，当氢原子从 n = 4的能级跃迁到n = 2的能级时，辐射出频率为 ____________________________ Hz 的 光子.用该频率的光照射逸出功为 2.25 eV 的钾表面，产生的光电子的最大初动能为

_______ eV.

n

EUV

斗 -0.85 3 ----- L51

2——

3.4 1

13.6

（电子电荷量e= 1.60X 10 19C，普朗克常量h = 6.63 X 10 34J s）

n E/eV

00

6 --------------------- —0.38

5 --------------------- —0.54

4 --------------------- —0.85

3 --------------------- —1.51

2 --------------------- —3.40

1 --------------------- —13.60

图2

［答案］(2)6.2 x 1014Hz 0.3 eV

［解析］⑵本题考查能级、光电效应方程等知识•由跃迁条件可知h v= E4 —E2= (3.40 —0.85 )eV = 4.08 x 10—19 J,解得辐射出的光子的频率为 6.2 x 1014Hz，根据爱因斯坦光电效应

方程E k= h v—W,计算可得产生电子的最大初动能为0.3 eV.

【2015海南-17】17.模块3-5试题(12分)

(1)氢原子基态的能量为巳13.6eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可

能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为0.96 E1，频率最小的光子的能量为 _________ eV (保留2位有效数字)，这些光子可具有__________ 种不同的频率。

【答案】10eV , 10

【解析】

频率最小的光子是从n 2跃迁，即频率最小的光子的能量为

E min 3.4eV 13.6eV 10eV

频率最大的光子能量为0.96 E1，即E n13.6eV 0.96 13.6eV，解得

E n 0.54eV

即n 5，从n 5 能级开始，共有5 1,5 4,5 3,5 2,4 1,4 2,4 3 , 3 1 , 3 2 , 2 1, 10种不同频率的光子

(2004北京理综17.)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=-54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中，不能 _______ 被基态氦离子吸收而发生跃迁的是

A. 40.8eV

B. 43.2eV

C. 51.0eV

D. 54.4eV

E -------------------- 0

E4 ------------------- -3.4eV