Question

6．如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，则这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n=3能级跃迁到n=1能级所发出的光波长最最短，金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV．

Answer 1

分析 氢原子能级间跃迁时，吸收和辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，光子频率越大．发生光电效应的条件是入射光子的能量大于逸出功．

解答 解：一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以释放3种不同能量的光子，
从n=3跃迁到n=1，辐射的光子能量为12.09eV，
从n=3跃迁到n=2，辐射的光子能量为1.89eV，
由n=2跃迁到n=1，辐射的光子能量为10.2eV．
可知，从n=3能级跃迁到n=1能级所发出的光能量最大，根据：$E=\frac{hc}{λ}$可知波长最短；
根据光电效应方程：E_km=E-W₀
属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为从n=3能级跃迁到n=1能级所发出的光产生的，为：E_km=12.09-2.49=9.60eV
可见有两种光子能量大于金属的逸出功，所以有2种频率的光能使金属钠发生光电效应．
故答案为：3；最短；9.60

点评 解决本题的关键知道能级间跃迁满足的规律，以及掌握光电效应的条件，能够熟练运用光电效应方程．