Question

7．如圖為氫原子的能級圖，已知可見光的光子的能量范圍為1.62～3.11eV，普朗克常量h=6.63×10^-34J•s那么對氫原子在能級躍遷的過程中輻射或吸收光子的特征認(rèn)識正確的是（　�。�

• A． 用能量為11.0eV的光子照射氫原子，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)
• B． 處于n=2能級的氫原子能吸收任意頻率的紫外線
• C． 處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離
• D． 用波長為60nm的倫琴射線照射，不能使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子

Answer 1

分析 用能量為11.0eV的光子照射，不能使基態(tài)的氫原子吸收的能量可以等于10.2eV．
紫外線的頻率大于3.11eV，判斷n=3能級的氫原子可以吸收紫外線后，能量是否大于0，即可知是否電離．
要使處于基態(tài)的氫原子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從基態(tài)躍遷到無限遠處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為：hγ=0-E₁，從而即可求解．

解答 解：A、用能量為11.0eV的光子照射，不能使基態(tài)的氫原子吸收10.2eV的能量，所以不能使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n=2能級，故A錯誤；
B、紫外線光子的最小能量為3.11eV，處于n=2能級的氫原子的電離能為3.4eV，故低頻率的紫外線不能被n=2能級的氫原子吸收，故B錯誤；
C、紫外線光子的最小能量為3.11eV，處于n=3能級的氫原子的電離能為1.51eV，故紫外線能被n=3能級的氫原子吸收，故C正確；
D、波長為60nm的倫琴射線的光子的能量：E=hγ=$\frac{hc}{λ}$=$6.63×1{0}^{-34}×\frac{3.0×1{0}^{8}}{60×1{0}^{-9}}=3.315×1{0}^{-18}$J=20.7eV＞13.6eV，所以用波長為60nm的倫琴射線照射，能使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子；故D錯誤．
故選：C

點評 解決本題的關(guān)鍵知道什么是電離，以及能級的躍遷滿足hγ=E_m-E_n，注意吸收光子是向高能級躍遷，釋放光子是向低能級躍遷，同時掌握吸收或釋放能量要正好等于能級之差．
同時要注意電子只能吸收恰好等于氫原子的能極差的光子．