Question

20．已知氢原子的基态能量为E₁，n=2、3能级所对应的能量分别为E₂和E₃，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据波尔理论，下列说法正确的是（　　）

• A． 能产生3种不同频率的光子
• B． 产生的光子的最大频率为$\frac{{{E_3}-{E_2}}}{h}$
• C． 当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小
• D． 若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E₃-E₂
• E． 若要使处于能级n=3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为-E₃的电子撞击氢原子，二是用能量为-E₃的光子照射氢原子

Answer 1

分析 基态的氢原子吸收的能量必须等于两能级间的能级差时，才能被吸收，根据该关系，确定出吸收光子后跃迁的第几能级，根据数学组合公式${C}_{n}^{2}$求出激发后发射光子的种类，只有当吸收光子的能量大于处于第3能级的能量时，才能发生电离现象．

解答 解：A、大量处于能级n=3的氢原子向低能级跃迁能产生3中不同频率的光子，故A正确；
B、大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁，产生光子的最大能量为第3能级到第1能级，
则最大频率为v=$\frac{{{E_3}-{E_1}}}{h}$，故B错误；
C、当氢原子从能级n₂跃迁到n₁时，能量减小，离轨道越近，对应的电子的轨道半径变小，故C正确；
D、若氢原子从能级n₂跃迁到n₁时放出的光子恰好能使某金属发生的光电效应，则当氢原子从能级n₃跃迁到n₁时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E₃-E₂．故D正确．
E、电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把-E₃的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，故E错误；
故选：ACD．

点评 解决本题的关键知道辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，即E_m-E_n=hv，并掌握光电效应发生条件，及注意电离的条件．