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504800 幼苗
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(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
2π
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.
点评:
本题考点: 氢原子的能级公式和跃迁;光电效应.
考点点评: 本题考查非常全面,既考查了原子电离时吸收的能量,又考查了匀速圆周运动以及电流的定义式,还考查了发生光电效应的条件,需要调动整个高中的知识来处理,仔细体会.
1年前
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