计算氢原子从量子数n=2,n=3激发态能级分别直接跃迁到n=1基态能级时辐射出的光子的波长.这两条谱线应在哪个波段?
科目:高中物理 来源: 题型:
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已知氢原子基态的电子轨道半径r1=0.53×10-10 m,基态的能级值为E1=-13.6 eV.
(1)求电子在n=1的轨道上运动形成的等效电流.
(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态,画出能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线.
(3)计算这几条光谱线中最长的波长.
【解析】:(1)电子绕核运动具有周期性,设运转周期为T,由牛顿第二定律和库仑定律有:k=m2r1①
又轨道上任一处,每一周期通过该处的电荷量为e,由电流的定义式得所求等效电流I=②
联立①②式得
I=
=× A
=1.05×10-3 A
(2)由于这群氢原子的自发跃迁辐射,会得到三条光谱线,如右图所示.
(3)三条光谱线中波长最长的光子能量最小,发生跃迁的两个能级的能量差最小,根据氢原子能级的分布规律可知,氢原子一定是从n=3的能级跃迁到n=2的能级
设波长为λ,由h=E3-E2,得
λ=
=m
=6.58×10-7m
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科目:高中物理 来源:新课标版高三物理选修3-5原子结构与原子核专项训练 题型:计算题
已知氢原子基态的电子轨道半径r1=0.53×10-10 m,基态的能级值为E1=-13.6 eV.
(1)求电子在n=1的轨道上运动形成的等效电流.
(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态,画出能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线.
(3)计算这几条光谱线中最长的波长.
【解析】:(1)电子绕核运动具有周期性,设运转周期为T,由牛顿第二定律和库仑定律有:k=m2r1①
又轨道上任一处,每一周期通过该处的电荷量为e,由电流的定义式得所求等效电流I=②
联立①②式得
I=
=× A
=1.05×10-3 A
(2)由于这群氢原子的自发跃迁辐射,会得到三条光谱线,如右图所示.
(3)三条光谱线中波长最长的光子能量最小,发生跃迁的两个能级的能量差最小,根据氢原子能级的分布规律可知,氢原子一定是从n=3的能级跃迁到n=2的能级
设波长为λ,由h=E3-E2,得
λ=
=m
=6.58×10-7m
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