Question

氫原子處于基態(tài)時，原子的能量為，問：
（1）氫原子在n =4的定態(tài)時，可放出幾種頻率的光？其中最小頻率等于多少Hz？
（2）若要使處于基態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射此原子？

Answer 1

（1）根據(jù)玻爾理論，氫原子n =4的能級躍遷時有6種可能性：
最小頻率=1.6×
（2）故要使基態(tài)的氫原子電離，照射光的頻率至少應(yīng)為3.28 ×，若照射光頻率高于這一值，使原子電離后多余的能量為電子的動能。

此題考查氫原玻爾模型及能級躍遷原子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，會自發(fā)躍遷到低態(tài)躍遷的方式有多種，或直接躍遷到基態(tài)，或先躍遷到較低激發(fā)態(tài)，再躍遷到基態(tài)。
（1）根據(jù)玻爾理論，氫原子n =4的能級躍遷時有6種可能性：
由可知能級之間的能量差減小，輻射光子的頻率就越低，由下圖可知，

從n =4躍遷到n =3，輻射的能量最少

=
=1.6×
（2）欲使氫原子電離，即將電子移到離核無窮遠(yuǎn)處，此時，由能量守恒有：

而這份能量對應(yīng)光子的最小頻率應(yīng)為：

故要使基態(tài)的氫原子電離，照射光的頻率至少應(yīng)為3.28 ×，若照射光頻率高于這一值，使原子電離后多余的能量為電子的動能。