Question

8．已知氦离子（He⁺）的能级图如图所示，根据能级跃迁理论可知（　　）

• A． 氦离子（He⁺）从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出光子的频率低
• B． 大量处在n=3能级的氦离子（He⁺）向低能级跃迁，只能发出2种不同频率的光子
• C． 氦离子（He⁺）处于n=1能级时，能吸收45eV的能量后跃迁到n=2能级，多余的能量以光子形式放出
• D． 氦离子（He⁺）从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射出的光子能使逸出功为2.55eV的金属发生光电效应
• E． 氦离子（He⁺）处于n=1能级时，能吸收55eV的能量

Answer 1

分析 能级间跃迁释放或吸收的能量等于两能级间的能级差．根据数学组合公式${C}_{n}^{2}$求解释放不同频率光子的种数，依据入射光频率大于极限频率时，才能发生光电效应，从而即可一一求解．

解答 解：A、氦离子的跃迁过程类似于氢原子，从高能级到低能级跃迁过程中要以光子的形式放出能量，而从低能级态向高能级跃迁的过程中吸收能量，且吸收（放出的能量）满足能级的差值，即△E=E_m-E_n（m＞n）．
氦离子（He⁺）从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射出的光子能量为E₄₃=E₄-E₃=2.64eV，同理，E₃₂=E₃-E₂=7.56eV，因为光子能量E=hν，即与光子的频率成正比，故A错误；
B、大量处在n=3的氦离子向低能级跃迁的过程中，辐射的光子种类为${C}_{3}^{2}$=3，故B错误；
C、因为E₂₁=E₂-E₁=40.8 eV，氦离子（He⁺）处于n=1能级时，只能吸收40.8eV的能量跃迁到n=2能级，C错误；
D、根据光电效应发生条件：入射光的频率大于极限频率，且E₄₃=E₄-E₃=2.64eV＞2.55eV，故D正确；
E、氦离子（He⁺）处于n=1能级时，能吸收55eV的能量后发生电离，E正确．
故选：ADE．

点评 解决本题的关键知道能级间跃迁能级差与光子能量的关系，以及知道从高能级向低能级跃迁，释放光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子．