Question

【題目】氫原子處于基態(tài)時，原子能量E1= -13.6eV，已知電子電量e =1.6×10-19C，電子質(zhì)量m=0.91×10-30kg，氫的核外電子的第一條可能軌道的半徑為r1=0.53×10-10m.

（1）若要使處于n=2的氫原子電離，至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子？

（2）氫原子核外電子的繞核運(yùn)動可等效為一環(huán)形電流，則氫原子處于n=2的定態(tài)時，核外電子運(yùn)動的等效電流多大？

（3）若已知鈉的極限頻率為6.00×1014Hz，今用一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光譜照射鈉，試通過計算說明有幾條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)？

Answer 1

【答案】（1）Hz

（2）A

（3）有、、、四條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)

【解析】（1）要使處于n=2的氫原子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠(yuǎn)處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為：

得 Hz，

（2）氫原子核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動，庫倫力作向心力，有

①

其中

根據(jù)電流強(qiáng)度的定義 ②

由①②得 ③

將數(shù)據(jù)代入③得 A

（3）由于鈉的極限頻率為6.00×1014Hz，則使鈉發(fā)生光電效應(yīng)的光子的能量至少為

eV=2.486 eV

一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光子，要使鈉發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)使躍遷時兩能級的差，所以在六條光譜線中有、、、四條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)。