Question

现有1 200个氢原子被激发到量子数为4的能级上,若这些受激氢原子最后都回到基态,则在此过程中发出的光子总数是多少?假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子数的.

Answer 1

解析：(1)由题中信息知,处在量子数为4的能级上的1 200个氢原子均分成三份:400个氢原子由第4能级直接跃迁到基态,发出400个能量最大的光子;400个氢原子由第4能级跃迁到第2能级,发出400个光子;400个氢原子由第4能级跃迁到第3能级,发出400个光子.此过程一共发出了1 200个光子.如左下图.

                    

(2)处在量子数为3的能级上的400个氢原子又均分成2份:200个氢原子由第3能级直接跃迁到基态,发出200个光子;200个氢原子由第3能级跃迁到第2能级,发出200个光子.此过程一共发出了400个光子.如右上图.

(3)处在量子数为2的能级上的氢原子一共有600个,它们跃迁到基态发出600个光子.如下图.

(4)综合(1)(2)(3)知,此过程中发出的光子总数是2 200个.

答案：2 200个