高中物理:氫原子躍遷輻射的一個推論

2020-12-06 物理幫
風雨彩虹

玻爾理論成功地解釋了氫原子的光譜。玻爾理論告訴我們，原子從高能級躍遷到低能級時，輻射光子的能量等於高、低兩個能級之差。由於原子的能級是不連續的，所以輻射的光子的能量也是不連續的。從氫光譜上看，原子輻射光子的頻率只能是若干個分立的值。

氫原子的明線光譜

怎樣快速知道氫原子從高能級躍遷到低能級的過程中，可能輻射幾種不同頻率的光子？下面舉一個簡單問題進行總結。

問題：如下圖所示，為氫原子能級示意圖。如果一群處於n=4能級的氫原子，躍遷到n=1能級的過程中，會放出幾種不同頻率的光子？

氫原子能級圖

分析與解：可能幾種躍遷輻射為n=4→n=3、n=4→n=2、n=4→n=1；n=3→n=2、n=3→n=1；n=2→n=1。可能會放出6種不同頻率的光子，如下圖所示。

n=4能級的氫原子躍遷過程

總結：n=4→n=1一共有4個能級，任意兩個高、低能級之間躍遷會輻射出不同頻率的光子。根據數學上的排列組合知識，可知可能會輻射出

推論：氫原子從n能級向低能級躍遷的過程中，可能會輻射出

連續光譜
氫的吸收光譜

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