Question

2．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是（　　）

• A． 波长最大的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的
• B． 频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的
• C． 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
• D． 从n=2能级跃迁到n=1能级电子动能增加

Answer 1

分析 本题考查了波尔原子理论：从高轨道向低轨道跃迁时减少的能量以光子的形式辐射出去；所有的激发态都是不稳定的，都会继续向基态跃迁，故辐射光子的种类为${C}_{n}^{2}$．C=λγ，故波长越大，频率越短．并根据库仑引力提供向心力，从而确定跃迁过程中，电势能与动能的变化情况．

解答 解：核外电子从高能级n向低能级m跃迁时，辐射的光子能量△E=E_n-E_m=hγ，
故能级差越大，光子的能量也越大，即光子的频率越大，
根据γ=$\frac{c}{λ}$可知频率越大，波长越小，
AB、由图可知当核外电子从n=4能级跃迁到n=3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，频率最小，波长最大，故AB错误．
C、当电子从n=4向低能级跃迁时，跃迁的种类有4→3，4→2，4→1，3→2，3→1，2→1．即可以辐射光的种类为${C}_{4}^{2}$=6种，故C错误．
D、电子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量，根据引力提供向心力，即$\frac{k{e}^{2}}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$，可知，电势能减小，但动能增加．故D正确．
故选：D．

点评 所有的难题实际都是又一个一个的简单的题目复合而成的，所以在学习中不能好高骛远，贪大贪难，解决了基础题，拔高题也就迎刃而解了．