2021高考物理二轮复习第一篇专题十：原子的能级跃迁学案5页

原子的能级跃迁
　
(2020·北京卷)氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于 n=3能级上,下列说法正确的是
(　　)
A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出 2种频率的光子
B.从 n=3能级跃迁到 n=1能级比跃迁到 n=2能级辐射的光子频率低
C.从 n=3能级跃迁到 n=4能级需吸收 0.66 eV的能量
D.n=3能级的氢原子电离至少需要吸收 13.6 eV的能量
(1)审题破题眼:
(2)情境化模型:
(3)命题陷阱点:
陷阱 1:对能级差与辐射或吸收的能量的理解不到位
不论是辐射或是吸收能量,一定遵循 E=Em-En这个关系。不满足这个关系的能量值不会被吸收,
也不会被辐射。
陷阱 2:认为电离只能从基态开始
不论初态如何,只要核外电子跃迁到了无限远处就叫电离。电离所需要的能量由初态决定。

原子跃迁能级图比较
⇒ 原子由低能级向高能级跃迁 ,只能吸收能量等于能级差的光子　　
⇒原子由高能级向低能级跃迁辐射光子,光子能量等于能级差
解决氢原子能级跃迁的四点技巧
1.原子跃迁时,所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差。
2.原子电离时,所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值,剩余能量为自由电子的
动能。
3.一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1),而一群氢原子跃迁发出可能的光谱线
条数可用 N= = 求解。
4.计算能级能量时应注意:因一般取无穷远处为零电势参考面,故各能级的能量值均为负值;
能量单位 1 eV=1.6×10-19 J。
1.(原子跃迁的实际应用)He-Ne 激光器产生的波长为 6.33×10-7 m 的谱线是 Ne 原子从激发态
能级(用 E1表示)向能量较低的激发态能级(用 E2表示)跃迁时发生的;波长为 3.39×10-6 m 的
谱线是 Ne 原子从能级 E1向能量较低的激发态能级(用 E3表示)跃迁时发生的。已知普朗克常
量 h与光速 c的乘积 hc=1.24×10-6 m·eV。由此可知 Ne的激发态能级 E2与 E3的能量差为(结
果保留两位有效数字)(　　)
A.1.6 eV　　　　　　　　B.2.6 eV
C.3.6 eV D.4.0 eV
2.(能级跃迁的频率问题)如图所示,氢原子在不同能级间发生的 a、b、c 三种跃迁时,释放光

子的频率分别是νa、νb、νc,下列关系式正确的是 (　　)
A.νb=νa+νc B.νa=
C.νb= D.νc=
3.(原子跃迁与光电效应)已知基态 He+的电离能力是 54.4 eV,几种金属的逸出功如表所示,He+
的能级 En与 n的关系与氢原子的能级公式类似,下列说法不正确的是 (　　)
金属 钨 钙 钠 钾 铷
W0/(×10-19 J) 7.26 5.12 3.66 3.60 3.41
A.为使处于静止的基态 He+跃迁到激发态,入射光子所需的能量最小为 54.4 eV
B.为使处于静止的基态 He+跃迁到激发态,入射光子所需的能量最小为 40.8 eV
C.处于 n=2激发态的 He+向基态跃迁辐射的光子能使上述五种金属都产生光电效应现象
D.发生光电效应的金属中光电子的最大初动能最大的是金属铷
4.(原子跃迁与电离)某原子 K 层失去一个电子后,其 K 层出现一个电子空位,当 L 层上有电子
跃迁到 K 层填补空位时会释放一定的能量:一种情况是辐射频率为 ν0的 X 射线;另一种情况
是跃迁释放的能量被其他核外电子层的电子吸收,使电子发生电离成为自由电子。若跃迁释放
的能量被 M 层的一个电子吸收,电离后的自由电子的动能是 E0,已知普朗克常量为 h,则电子处
于 M层时原子的能级(即能量值)为 (　　)
A.hν0 B.E0
C.E0-hν0 D.E0+hν0

专题十　近 代 物 理
考向 1
///研透真题·破题有方///
　C　大量氢原子处于 n=3 能级跃迁到 n=1 最多可辐射出 =3 种不同频率的光子,A 错误;根
据能级图可知从 n=3能级跃迁到 n=1能级辐射的光子能量为 hν1=13.6 eV-1.51 eV,从 n=3能
级跃迁到 n=2能级辐射的光子能量为 hν2=3.4 eV-1.51 eV,比较可知从 n=3能级跃迁到 n=1能
级比跃迁到 n=2 能级辐射的光子频率高,B 错误;根据能级图可知从 n=3 能级跃迁到 n=4 能级,
需要吸收的能量为 E=1.51 eV-0.85 eV=0.66 eV,C正确;根据能级图可知氢原子处于 n=3能级
的能量为-1.51 eV,故要使其电离至少需要吸收 1.51 eV 的能量,D错误。
///多维猜押·制霸考场///
1.A　根据能级跃迁和辐射...