Question

14．已知氫原子的能級圖如圖所示，則下列有關(guān)處于基態(tài)的氫原子向激發(fā)狀態(tài)躍遷的說法中正確的是BDE（填正確答案標(biāo)號）
A：一個具有E_ko=13.60eV動能、處于基態(tài)的氫原子與一個靜止的同樣出于基態(tài)的氫原子發(fā)生對心碰撞，可能躍遷到n=2能級的第一個激發(fā)態(tài)
B：一個具有E_ko=13.60eV動能、處于基態(tài)的氫原子與一個靜止的同樣出于基態(tài)的氫原子發(fā)生對心碰撞，原子不可能躍遷到其他激發(fā)態(tài)
C：用能量為12.3eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，受光子照射后，原子能躍遷到n=2能級的軌道上去
D：用能量為12.3eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，受光子照射后，原子不能躍遷到其他軌道上去
E：用動能為12.3eV的電子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，氫原子受電子照射后，原子能躍遷到n=2能級的軌道上去．

Answer 1

分析 根據(jù)碰撞過程中的動量守恒與能量守恒求解碰撞前運動氫原子的最小動能，與給出的原子的動能比較即可；吸收光子能量發(fā)生躍遷，吸收的光子能量需等于兩能級間的能級差；根據(jù)電子的碰撞，光子可以獲取10.2eV能量，從而發(fā)生躍遷．

解答 解：AB、要使運動氫原子的速度最小，則必須使二氫原子發(fā)生正碰時氫原子發(fā)生完全非彈性碰撞損失的動能將全部被基態(tài)氫原子所吸收，
由玻爾理論知二基態(tài)氫原子碰撞時損失的動能的最小值必為氫原子從n=1激發(fā)到n=2能級的能量差為：
△E=E₂-E₁=（-3.4）-（-13.6）=10.2eV…①
設(shè)碰前運動的氫原子最小速度為v₀，初動能為E_k，碰后二氫原子速度為v，
由動量守恒得mv₀=2mv…②
由能量守恒得：$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$=$\frac{1}{2}$•2mv2+△E…③
$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$=E₀…④
代入數(shù)據(jù)得：E₀=20.4eV＞13.6eV
所以不能使基態(tài)氫原子發(fā)生能級躍遷，故A錯誤，B正確；
CD、吸收光子能量發(fā)生躍遷，吸收的光子能量需等于兩能級間的能級差，即：
△E=E₂-E₁=（-3.4）-（-13.6）=10.2eV，
因此用能量為12.3eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，受光子照射后，原子不能躍遷到其他軌道上去，故C錯誤，D正確；
E、當(dāng)用動能為12.3eV的電子去射向一群處于基態(tài)的氫原子，氫原子受電子照射后，原子可能吸收10.2eV的能量，從而使得原子能躍遷到n=2能級的軌道上去，故E正確；
故選：BDE．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道能級差與吸收或輻射光子能量的關(guān)系，即E_m-E_n=hv．并掌握碰撞中的動量守恒定律與能量守恒，注意用光子照射與電子碰撞，產(chǎn)生的不同情況．