Question

一个氢原子在发生能级跃迁时可能发出几种光子？

Answer 1

理论上说可以有无数种，一般认为是五个能级，根据普朗克的E=hv,这里E可以表示能级差，h是普朗克常数，v是光子的频率，所以可以推导出具有15种.
跃迁，即量子力学体系状态发生跳跃式变化的过程。原子在光的照射下从高(低)能态跳到低(高)能态发射(吸收)光子的过程就是典型的量子跃迁。即使不受光的照射，处于激发态的原子在真空零场起伏的作用下，也能跃迁到较低能态而发射光子(自发辐射)。除了辐射过程之外，其他散射过程、衰变过程等也都属于量子跃迁。
量子跃迁是概率性过程，这是量子规律的根本特征。以原子能级跃迁为例，无法预言某个原子什么时刻发生跃迁，有的原子跃迁可能发生得早，有的原子跃迁可能发生得迟，因此原子处于激发态的寿命不是整齐划一的，但对大量原子来说，激发态的平均寿命是确定的，可以实验测定和理论计算。量子跃迁的速率与体系的相互作用以及跃迁前后的状态有关，并遵从一定的守恒定律。原子能级跃迁所遵从的选择定则就是角动量守恒和宇称守恒的结果。

微观粒子量子状态的变化.包括从高能态到低能态以及从低能态到高能态.当粒子由于受热，碰撞或辐射等方式获得了相当于两个能级之差的激发能量时，他就会从能量较底的初态跃迁到能量较高的激发态，但不稳定，有自发地回到稳定状态的趋势。在释放出相应的能量后，粒子自动地回到原来的状态，这些行为称为跃迁，遵守严格的量子规则。其吸收或发射的能量都是h的整数倍。如果以光的形式表现出来，就造成光谱线的分立性。

Answer 2

氢原子核外只有一个电子,在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内,由某个轨道跃迁到另一个轨道时,有多种可能跃迁过程,但实际一个氢原子跃迁过程只有一种,若有大量的氢原子时,这些原子的核外电子跃迁时就有各种情况发生.例如：
1 、有一群处于量子数n=4的激发态的氢原子,在它们发光的过程中,发出的光谱线共有几条?
解析 对大量氢原子跃迁时发出的光谱线遵循组合规律,即 ,对于本题n=4,则 =6.
2、有一个处于量子数n=4的激发态的氢原子,它在向低能态跃迁时,最多可能发出几种频率的光子?
解析 对一个氢原子不遵循组合规律,它只能是多种可能中的一种.对于该题n=4,原子的跃迁过程只可能是以下四种跃迁过程的一种,即n=4——3——2——1,或n=4——2——1,或n=4——3——1故发出的光谱线最多的跃迁过程是n=4——3——2——1,即最多发出3种频率的光子.

Answer 3

根据卢瑟福“行星模型”和经典力学、电磁理论，核外电子绕原子核旋转产生变化的电磁场，而变化的电磁场会激发电磁波，电磁波向外传播辐射，电子失去能量最后会坠入原子核，因此，原子是不稳定的。同时由于辐射能量（电磁波）的频率应该等于电子绕核旋转的频率，电子绕核旋转过程中随着能量减小，离核越来越近，转得越来越快，而这个过程是连续变化的，因此向外辐射的各种频率的光也应当是连续的。

但事实上，我们已经知道，原子是稳定的，而原子光谱是不连续的，各位同学，讲到这里，你们是否注意到了极其关键的几个字呢？对，就是不连续。

之前我们已经讲到了量子力学的重要特征就是不连续，为此而让多少物理学家感到深深不能理解，现在，不连续再次出现在我们的物理实验中，而这一次，抓住了“不连续”特征而翻新了原子轨道模型的是波尔。

波尔有多厉害？曾经有位学者叫做麦克·哈特，他写了一本《影响人类历史进程的100名人排行榜》，波尔位列其中，他和普朗克，，海森堡，薛定谔，狄拉克，泡利等等同为量子力学的奠基人，同时，波尔又是量子力学哥本哈根学派的领袖人物，主张量子力学的不确定性和概率性，也就是通俗所说的“上帝掷骰子”，关于这一点，波尔曾和爱因斯坦争论了一辈子，虽然谁也没有说服谁，但从现在物理实验证据来看，波尔的观点更接近事实。

1911年，玻尔来到剑桥大学学习。他的导师是诺贝尔奖获得者和著名教授约翰汤姆孙，但他们合作并不顺利，因为波尔根本不喜欢汤姆孙。有意思的是，波尔毫不犹豫地指出汤姆孙的失误和错误。不久后，他们就“散伙”了，波尔成为了卢瑟福的学生，于是对于导师“行星模型”存在的不足，波尔将普朗克的量子假说运用于原子系统中，提出了新的原子理论，即波尔原子理论。

Answer 4

化学反应不可再分的基本微粒，原子在化学反应中不可分割。但在物理状态中可以分割。原子由原子核和绕核运动的电子组成。原子构成一般物质的最小单位，称为元素。已知的元素有118种。因此具有核式结构。

原子的质量极小，一般为-27次幂，质量主要集中在质子和中子上。原子核外分布着电子，电子跃迁产生光谱，电子决定了一个元素的化学性质，并且对原子的磁性有着很大的影响。所有质子数相同的原子组成元素，每种元素大多有一种不稳定的同位素，可以进行放射性衰变。

2光子
光量子简称光子，是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子（如电子和夸克）相比，光子没有静止质量。

Answer 5

氢原子核外只有一个电子,在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内,由某个轨道跃迁到另一个轨道时,有多种可能跃迁过程,但实际一个氢原子跃迁过程只有一种,若有大量的氢原子时,这些原子的核外电子跃迁时就有各种情况发生.例如：

1 、有一群处于量子数n=4的激发态的氢原子,在它们发光的过程中,发出的光谱线共有几条?

解析 对大量氢原子跃迁时发出的光谱线遵循组合规律,即 ,对于本题n=4,则 =6.

2、有一个处于量子数n=4的激发态的氢原子,它在向低能态跃迁时,最多可能发出几种频率的光子?

解析 对一个氢原子不遵循组合规律,它只能是多种可能中的一种.对于该题n=4,原子的跃迁过程只可能是以下四种跃迁过程的一种,即n=4——3——2——1,或n=4——2——1,或n=4——3——1故发出的光谱线最多的跃迁过程是n=4——3——2——1,即最多发出3种频率的光子.