氢原子处于基态时,原子能量E1=-13.6eV,已知电子电量e=1.6×10-19C,电子质量m=0.91×10-30kg,氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为

氢原子处于基态时,原子能量E1=-13.6eV,已知电子电量e=1.6×10-19C,电子质量m=0.91×10-30kg,氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为

题型:不详难度:来源:
氢原子处于基态时,原子能量E1=-13.6eV,已知电子电量e=1.6×10-19C,电子质量m=0.91×10-30kg,氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.53×10-10m.根据玻尔原子理论:第n级轨道半径rn=n2r1,能级En=
E1
n2
,普朗克常量h=6.63×10-34J•s.
(1)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用频率多大的电磁波照射氢原子?
(2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流,则氢原子处于n=2的激发态时,核外电子运动的等效电流多大?(结果保留一位有效数字)
(3)若已知钠的极限频率为6.00×1014Hz,今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠,试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应?
答案
(1)要使处于基态的氢原子电离,照射光光子的能量应能使电子从基态跃迁到无限远处,所以由:
hν=0-E1
所以:ν=
E1
h
=3.282×1015Hz≈3.3×1015Hz
(2)氢原子处于n=2的激发态时:Q大小等于e:
kQe
r22
=m
v2
r2

由第n级轨道半径rn=n2r1得:
r2=4r1代入得:
v=


kQe
m4r1

由I=
e
2π4r1
v
=
1


m
k4r1
代入得:
I=0.109×10-4≈1×10-4A
(3)钠的逸出功W=hν=6.63×10-34×6.00×1014 J=2.49 eV 氢原子n=1至n=4的能级:n=1,E1=-13.6 eV
n=2,E2=
E1
22
=-3.4 eV
n=3,E3=
E1
32
=-1.51 eV
n=4,E4=
E1
42
=-0.85 eV
由n=4跃迁到n=1放出的光子的能量
E4,1=-0.85 eV-(-13.6)eV=12.75 eV>2.49 eV
同理,E3.1=-1.51 eV-(-13.6)eV=12.09 eV>2.49 eV
E2,1=-3.4 eV-(-13.6)eV=10.2 eV>2.49 eV
E4,2=-0.85 eV-(-3.4)eV=2.55 eV>2.49 eV
E3,2=-1.51 eV-(-3.4)eV=1.89 eV<2.49 eV
E4,3=-0.85 eV-(-1.51)eV=0.66 eV<2.49 eV
所以,处于n=4的激发态的氢原子的光谱中,只有E4,1、E3,1、E2,1、E4,2四条谱线可使钠发生光电效应.
答:(1)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用频率3.3×1015Hz的电磁波照射氢原子.
(2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流,则氢原子处于n=2的激发态时,核外电子运动的等效电流I=1×10-4A.
(3)有4条谱线可使钠发生光电效应.
举一反三
对光电效应的解释正确的是(  )
A.普朗克利用量子理论成功解释了光电效应现象
B.一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时,入射光的频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多
C.发生光电效应时,入射光越强,光子的能量就越大,光电子的最大初动能就越大
D.由于不同金属的逸出功不相同,因此不同金属材料的极限波长也不相同
题型:不详难度:| 查看答案
当用一束紫外线照射装在原不带电的验电器金属球上的锌板时,发生了光电效应,这时发生的现象是(  )
A.验电器内的金属箔带正电
B.有电子从锌板上飞出来
C.有正离子从锌板上飞出来
D.锌板吸收空气中的正离子
题型:不详难度:| 查看答案
光照射到某金属表面,金属表面有光电子逸出,则(  )
A.若入射光的频率增加,光的强度减弱,那么逸出电子的最大初动能可能不变
B.若入射光的频率不变,光的强度减弱,那么单位时间内逸出电子数目减少
C.若入射光的频率不变,光的强度减弱到不为零的某一数值时,可能不再有电子逸出
D.若入射光的频率增加,而强度不变,那么单位时间内逸出电子数目不变,而光电子的最大初动能增大
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,电路中所有元件完好,光照射到阴极上时,灵敏电流计中没有电流通过,其原因可能是(  )
A.入射光频率太高B.入射光波长太短
C.光照时间短D.电源正负极接反

题型:不详难度:| 查看答案
已知钠的极限频率为6.00×1014Hz,今用一群处于n=4的激发态的氢原子的发射光谱照射钠,试通过计算说明,氢光谱中有几条谱线可使钠发生光电效应?
题型:不详难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.