Question

氢原子处于基态时，原子的能量为 ，问：（1）氢原子在n =4的定态时，可放出几种频率的光？其中最小频率

氢原子处于基态时，原子的能量为 ，问：（1）氢原子在n =4的定态时，可放出几种频率的光？其中最小频率等于多少Hz？（2）若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射此原子？

Answer 1

（1）根据玻尔理论，氢原子n =4的能级跃迁时有6种可能性： 最小频率=1.6× （2）故要使基态的氢原子电离，照射光的频率至少应为3.28 × ，若照射光频率高于这一值，使原子电离后多余的能量为电子的动能。

此题考查氢原玻尔模型及能级跃迁原子处于激发态是不稳定的，会自发跃迁到低态跃迁的方式有多种，或直接跃迁到基态，或先跃迁到较低激发态，再跃迁到基态。 （1）根据玻尔理论，氢原子n =4的能级跃迁时有6种可能性： 由 可知能级之间的能量差减小，辐射光子的频率就越低，由下图可知， 从n =4跃迁到n =3，辐射的能量最少 = =1.6× （2）欲使氢原子电离，即将电子移到离核无穷远处，此时 ，由能量守恒有： 而这份能量对应光子的最小频率应为： 故要使基态的氢原子电离，照射光的频率至少应为3.28 × ，若照射光频率高于这一值，使原子电离后多余的能量为电子的动能。