15.2原子结构氢原子光谱练习

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1、15.2 原子构造 氢原子光谱 习题一、选择题1卢瑟福粒子散射实验的成果()A证明了质子的存在B证明了原子核是由质子和中子构成的C证明了原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在一种很小的核里D证明了原子中的电子只能在某些轨道上运动2已知氢原子的能级图如图1528所示，现用光子能量介于10 eV12.9 eV范畴内的光去照射一群处在基态的氢原子，则下列说法中对的的是()A在照射光中也许被吸取的光子能量有无数种B在照射光中也许被吸取的光子能量只有3种C照射后也许观测到氢原子发射不同波长的光有6种 图1528D照射后也许观测到氢原子发射不同波长的光有3种3图1529甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的

2、光谱已知谱线a是氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子()图1529A从n3的能级跃迁到n2的能级时的辐射光B从n5的能级跃迁到n2的能级时的辐射光C从n4的能级跃迁到n3的能级时的辐射光D从n2的能级跃迁到n1的能级时的辐射光4氢原子能级的示意图如图15210所示，大量氢原子从n4的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光b，则()A氢原子从高能级向低能级跃迁时也许会辐射出射线B氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时会辐射出紫外线 图15210C在水中传播时，a光较b光的速度小D氢原子在n2的能级时可吸取任意频率的光而发生电离5处

3、在基态的氢原子在某单色光束照射下，只能发出频率为1、2、3的三种光，且123，则该照射光的光子能量为()Ah1Bh2Ch3 Dh(123)6处在激发态的原子，如果在入射光子的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，同步两个状态之间的能量差以光子的形式辐射出去，这种辐射叫做受激辐射原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全同样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电子的电势能Ep、电子的动能Ek的变化是()AEp增大、Ek减小BEp减小、Ek增大CEp减小、En减小 DEp增大、En增大二、非选择题7氢原子的能级如图15211所示

4、，已知可见光的光子能量范畴约为1.62 eV3.11 eV，则图15211(1)若用任意频率的紫外线照射处在n3能级的氢原子，氢原子能否电离？(2)大量氢原子从高能级向n能级跃迁时，发出的光具有明显的热效应，则n至少等于多少？8氢原子第n能级的能量为En，其中E1是基态能量，而n1,2，若一氢原子发射能量为E1的光子后处在比基态能量高出E1的激发态，则氢原子发射光子前、后分别处在第几能级？9氢原子光谱除了巴耳末系外，尚有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为R()(n4,5,6，)，R1.10107 m1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：(1)n6时，相应的波长；(2)帕邢系形成的谱

5、线在真空中的波速为多少？n6时，传播频率为多大？10氢原子处在基态时，原子能量E113.6 eV，已知电子电量e1.61019C，电子质量m0.911030 kg，氢的核外电子的第一条也许轨道的半径为r10.531010 m.(1)若要使处在n2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？(2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处在n2的激发态时，核外电子运动的等效电流多大？(3)若已知钠的极限频率为6.001014 Hz，今用一群处在n4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠试通过计算阐明有几条谱线可使钠发生光电效应？ 答案与解析1、解析：该题要考察的是粒子散射实验对人类结

6、识原子构造的奉献只要理解粒子散射实验的成果及核式构造的建立过程，就不难得出对的答案粒子散射实验发现了原子内存在一种集中了所有正电荷和几乎所有质量的核，数年后卢瑟福发现核内有质子并预言核内存在中子答案：C2、解析：根据跃迁规律，hE2E1和能级图可拟定，A错误，B对的氢原子最高能跃迁到n4的能级，根据发光波长种类NC426种，C对的，D错误答案：BC3、解析：从氢原子光谱图上可以看出谱线a、b相邻且波长ba，则谱线b光子的频率不小于谱线a光子的频率，产生谱线b的能级差仅不小于产生谱线a的能级差，因此B对的答案：B4、解析：射线是原子核受激发而产生，故A项错误；从n4向n3能级跃迁时辐射光子的能量

7、不不小于从n3向n2能级跃迁时辐射光子的能量，而紫外线的能量不小于可见光，因此B项错误；由氢原子能级图知，a光子的能量Eaha不小于b光子的能量Ebhb，故ab，而光子频率越大，在介质中的折射率越大，折射率越大，在同种介质中传播时传播速度越小，C项对的；氢原子在n2能级上需要吸取不小于E3.4 eV的光子能量才可以发生电离，故D项错误答案：C5、解析：根据玻尔理论，当处在基态的氢原子受到某单色光照射时，氢原子应吸取一种光子的能量h从基态(能量为E1)跃迁到某一定态(能量为En)如果处在该定态的氢原子向较低定态跃迁只能发出频率为1、2、3的三种光，则该定态与基态之间只能隔一种定态，由题意123，

8、因此在单色光束的照射下要使处在基态的氢原子跃迁到能量为En的定态，照射光的光子能量应为h3.答案：C6、解析：产生激光的原子是从高能级向低能级跃迁的，因此原子的总能量En减小，电子的电势能Ep减小，而电子的动能Ek增长答案：BC7、解析：(1)可见光能量范畴为1.62 eV3.11 eV，紫外线的光子能量一定不小于3.11 eV，而处在n3激发态的氢原子发生电离需要的能量不小于等于1.51 eV，因此任意频率的紫外线均可使n3激发态的氢原子电离(2)发出的光具有明显的热效应，其光子能量E1.62 eV，由能级图可知，n3，即n至少等于3.答案：(1)能电离(2)38、解析：设氢原子发射光子前、

9、后分别处在第l与第m能级，则依题意有E1E1E1解得：m2，l4.答案：429、解析：(1)根据帕邢系公式R()，当n6时，得1.09106 m.(2)帕邢系形成的谱线在红外线区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c3108 m/s，由c得 Hz2.751014 Hz.答案：(1)1.09106 m(2)3108 m/s2.751014 Hz10、解析：(1)要使处在n2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：h0()，得8.211014 Hz，(2)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力作为向心力，有其中r24r1根据电流强度的定义I由得I 将数据代入得I1.3104 A(3)由于钠的极限频率为6.001014Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为E0h eV2.486 eV.一群处在n4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差EE0，因此在六条光谱线中有E41、E31、E21、E42四条谱线可使钠发生光电效应答案：(1)8.211014 Hz(2)1.3104 A(3)4