20xx教科版高中物理選修3-5第二章原子結構章末檢測-閱讀頁
2024-12-18 13:29本頁面
【正文】 (2) 1015 Hz 13． (10 分 )已知氫原子基態(tài)的電子軌道半徑為 r1＝ 10－ 10 m，基態(tài)的能級值為 E1＝－ eV. (1)求電子在 n＝ 2 的軌道上運轉形成的等效電流． (2)有一群氫原子處于量子數(shù) n＝ 3 的激發(fā)態(tài)，畫出能級躍遷圖，在圖上用箭頭標明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線． (3)計算這幾條光譜線中最長的波長． 解析 原子核帶正電，核外電子帶負電，它們之間存在庫侖引力提供向心力，從而使電子繞核做勻速圓周運動． (1)電子的繞核運轉具有周期性，設運轉周期為 T，由牛頓第二定律和庫侖定律有 ke2r22＝ m??????2πT2r2， ① 且 r2＝ n2r1＝ 4r1， ② 對軌道上任一處，每一周期通過該處的電荷量為 電流 I＝ eT ③ 聯(lián)立 ①②③ 式得 I＝ e216πr1 kmr1 ＝ ? 10－ 19?216 10－ 10 9 109 10－ 31 10－ 10 A. ＝ 10－ 4 A (2)由這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射，會得到三條光譜線，能級躍遷圖如圖所示． (3)三條光譜中波長最長的光子能量最小，發(fā)生躍遷的兩個能級的能量差最小，根據(jù)氫原子能級的分布規(guī)律可知，氫原子一定是從 n＝ 3的能級躍遷到 n＝ 2的能級． 設波長為 λ，由 hcλ＝ E3－ E2得 λ＝ hcE3－ E2＝ 10－ 34 3 108?－ ＋ ? 10－ 19 m ＝ 10－ 7 m 答案 (1) 10－ 4 A (2)見解析 (3) 10－ 7 m 14． (10 分 )用 α 粒子和質子分別做散射實驗，它們跟金原子核最近距離分別為d1和 d2. (1)如果 α粒子和質子都由靜止開始經(jīng)相同的電壓加速后做實驗，則 d1∶ d2為多少？ (2)如果 α粒子和質子具有相同的動量 值，則 d1∶ d2又為多少？ 解析 (1)α 粒子或質子在向金原子核靠近時，動能向電勢能轉化，相距最近時，動能為零，電勢能 Ep＝ kqqα ① EkH＝ UqqqqEkHEkα＝ 11 (2)當 α粒子和質子具有相同的動量值時，設為 p 則 Ekα＝ p22mα， EkH＝p22mH 又 Ekα＝ kqαd1， EkH＝ kqHd2 得 d1d2＝ kqqmαqH12mv20＝ eV 因為 ΔE＝ eV＜ eV. 所以不能使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷． 答案 不可以
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