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二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（ ） A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.5l eV 微信公众号【高中物理学习园地】 【分析】 处于基态(n=1)的氢原子，吸收的能量越多，就能跃迁到更高的能级上。 如果跃迁到n=2的能级上，则只能向n=1的能级上跃迁并辐射出光子。 如果跃迁到n=3的能级上，则有3种可能性：①从n=3跃迁到n=2的能级上并辐射出光子；②再从n=2跃迁到n=1的能级上并辐射出光子；③从n=3直接跃迁到n=1的能级上并辐射出光子。 如果跃迁到n=4的能级上，则有6种可能性，并依次类推。 向高能级跃迁时需要吸收的能量、以及辐射出的光子的能量，都等于对应能级之间的能量差。 【解析】 处于基态(n=1)的氢原子，要跃迁到n=2的能级上，需要吸收 E=—3.40eV—(—13.60eV)=10.20eV的能量；再从n=2的能级跃迁到n=1的能级上，将辐射出能量为10.20eV的光子，这个光子的能量超出了题目中给出的可见光能量范围，不符合题意。 处于基态(n=1)的氢原子，如果要跃迁到n=3的能级上，需要吸收 E=—1.51eV—(—13.60eV)=12.09eV的能量；在n=3的能级上，有三种情况： ①从n=3跃迁到n=2的能级上，同时辐射出能量为 E=—1.51eV—(—3.40eV)=1.89eV的光子； ②再从n=2跃迁到n=1的能级上，同时辐射出能量为 E=—3.40eV—(—13.60eV)=10.20eV的光子； ③从n=3直接跃迁到n=1的能级上，同时辐射出能量为 E=—1.51eV—(—13.60eV)=12.09eV的光子。 由题目给出的数据可知，第①种情况下辐射出的是可见光光子，符合题意。 处于基态(n=1)的氢原子，如果要跃迁到n=4或者其他更高的能级上，就需要给氢原子提供大于12.09eV的能量；所以，符合题意的最少能量为12.09eV。 【答案】A。 |
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