原子跃迁时需注意的四个问题

跃迁问题中的几个易错点张新明高考物理对选修3-5的考查，有关原子和原子核的试题几乎每年都有，尤其是跃迁的问题。

题型主要是选择题，难度也一般不是很大，但是由于一些考生审题不仔细在此失分，从而留下遗憾。

在跃迁问题中主要有以下几个易错点。

1、“直接跃迁”与“间接跃迁”不同“直接跃迁”即采取直接的路径由一个能级跃迁到另一个能级，只对应一个能级差，仅发射一种频率的光子。

“间接跃迁”即采取一个能级、一个能级的间接跃迁的路径，对应多个能级差。

例1：按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到半径为r b的圆轨道上r a>r b，在此过程中（）A.原子要发射一系列频率的光子B.原子要吸收一系列频率的光子C.原子要发射某一频率的光子D.原子要吸收某一频率的光子解析:从高能级向低能级跃迁要发射光子，由一能级直接跃迁到另一能级，只能对应一个能级差，所以只能发射某一频率的光子，C答案正确。

易把“直接跃迁”当“间接跃迁”处理，错选A答案。

2、“一群原子”与“一个原子”不同一个氢原子核外只有一个电子，一次跃迁中只能发射或吸收一个光子，所以仅发射或吸收某一特定频率的光谱，则一个处于量子数为n的激发态的氢原子，若间接跃迁，最多可以发射的光谱条数为N=n-1条；而一群处于量子数为n的激发态的氢原子，因向各个低能级跃迁的可能性均存在，故可发射C n2条光谱。

例2：一个处于n=4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时，可能发射的谱线为：（ ）A.3条B.4条C.5条D.6条解析：一个氢原子核外电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上，由一轨道向另一轨道跃迁的途径只能有一种，由n=4的激发态跃迁到基态时能发射3条谱线，A 答案正确。

易把“一个”当“一群”处理而选D 答案。

3、“跃迁”与“电离”不同“跃迁”时发射或吸收光子的能量恰好等于两个定态的能级差；“电离”时所需能量即为电子由第n轨道到n=∞所需要的能量， （E 1为基态能量）。

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谈 谈 用 电 流 表 与 电压 表 测 电 阻 的 方 法
蒋 敏
北 碚 西 师 附 中 ， 庆 市 北 碚 区 ４ ０ ０ 重 ０７０
在 高 考 实 验 中经 常 出 现 测 量 电 阻 的 题 目。
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第２ ６卷 总 第 ３ ８期 ２
２０ ０ ８年 第 １ １期 （ 半 月 ） 下
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理 清 原 子 能 级 跃 迁 的 几 个 问题
陈超 众
南 乐 第 一 中学 校 ， 南 省 南 乐 县 ４ ７ ０ 河 ５４０
在高 中阶段 ， 方便 的是 用 多用 电表 的欧姆 档对 最
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浅析原子跃迁中的五个问题作者：李炳生来源：《中学教学参考·理科版》2011年第05期原子跃迁是高考中一个常考的知识点，很多学生对原子能级的跃迁认识不清，把所有情况一概根而论，结果发生错误，下面就原子跃迁中的问题进行简单分析。

一、实现原子能级跃迁的条件1.光子作用使原子发生“跃迁”，根据量子的观点，光子的能量是一份一份的，每一份光子的能量是不可“分裂”的，当原子处在电磁场中时，原子和辐射场发生相互作用，只有当光子的能量-即等于两个能效的能量差时，原子才能吸收光子的全部能量而发生跃迁，光子的能量大于或小于这个能量差，都不能发生跃迁。

【例1】用能量为12.3eυ的光子去照射一群处于基态的原子，下列氢原子的说法中正确的是（）。

A.原子能跃迁到n=2的轨道上B.原子能跃迁到n=3的轨道上C.原子能跃迁到n=4的轨道上D.原子不能跃迁解析：通过计算可知-；-12.09eυ；-。

所以，所有的能级差都不等于12.3eυ，故选D。

2.实物粒子使原子发生能级跃迁的条件实物粒子和原子碰撞的情况，由于实物粒子的功能可全部或部分地被原子吸收，所以只要粒子的动能大于或等于原子某两“定态”能量之差，也可使原子受激发而向较高能级跃迁。

二、注意一群原子和一个原子原子的数量会影响辐射光子的频率种类，如果是一群原子则从高能级向基态跃迁的过程中，辐射光子频率的种类种，如果是一个原子，则N=（n-1）种。

【例2】有一群处于量子数n=4激发态中的氢原子，向低能级跃迁时，可发射的频率条数为（）。

A.3条B.4条C.5条D.6条解析：因为这是一群氢原子，故频率种类，选D。

三、注意跃迁的方式：间接跃迁和直接跃迁原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁，两种情况下发出（或吸收）一种频率的光子；若是间接跃迁还要看原子的数量。

【例3】一个氢原子中的电子从一半径为的轨道自发地直接跃迁到另一半径为的轨道，＞，则在此过程中（）。

原子结构知识：原子能级上的跃迁原子结构是物质世界的基础，了解原子结构的知识对于理解物质的性质和相互作用至关重要。

在原子结构中，原子能级上的跃迁是一种重要的现象，它可以产生一系列的光谱现象，对于研究物质的性质和相互作用具有重要的意义。

本文将围绕原子能级上的跃迁展开讨论，探讨其在物质科学中的重要性以及相关的理论和实验研究。

1.原子结构基础知识要了解原子能级上的跃迁，首先需要了解原子的基本结构。

在经典物理学的框架下，原子结构可以通过布尔模型来描述，即原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子是中性的；围绕原子核运动的电子带负电荷，处在不同的能级轨道上。

在量子力学的描述下，原子结构可以用量子力学模型来描述，即原子中的电子存在于一系列离散的能级上，每个能级上存在一定数量的电子，且电子的运动状态由波函数来描述。

2.原子能级与能量在量子力学的描述下，原子中的电子存在于一系列离散的能级上，每个能级对应着一定的能量。

原子中的电子可以在不同的能级之间进行跃迁，从低能级跃迁到高能级会吸收能量，从高能级跃迁到低能级会释放能量。

这种能级之间的跃迁，导致了光谱线的产生，光谱线的位置和强度可以用来研究原子结构和原子间的相互作用。

3.能级跃迁的类型根据跃迁的性质和原子结构的特点，能级跃迁可以分为不同的类型。

例如，电子从一个能级跃迁到另一个能级可分为激发态跃迁和基态跃迁；跃迁的方式有辐射跃迁和非辐射跃迁；跃迁的性质有允许跃迁和禁止跃迁等。

每一种类型的跃迁都有其特定的规律和特征，对于不同类型的跃迁，我们可以通过不同的实验手段来观测和研究。

4.能级跃迁的物理过程在能级跃迁的过程中，电子的运动状态发生了变化，会伴随着能量的吸收或释放。

在跃迁的初态和末态之间，电子的波函数发生变化，伴随着辐射的吸收或释放。

这种物理过程不仅在光谱现象中有所体现，在原子的激光和荧光等现象中也有着重要的应用。

通过对能级跃迁的物理过程的研究，我们可以深入理解原子结构与物质性质之间的关系。

关于原子跃迁几个问题的剖析原子的能级跃迁及其光子的发射和吸收在近几年高考中经常考查,本文就原子跃迁时应注意几个问题作一一阐述例析，希望能帮助到同学们的学习。

一、跃迁与电离的区别根据玻尔理论，原子从低能级向高能级跃迁时，吸收一定能量的光子．只有当光子的能量hv满足hv= En- Em时，才能被某一个原子吸收而从底能级Em跃迁到高能级En；而当光子的能量hv大于或小于En- Em时都不能被原子吸收而跃迁。

当原子从高能级向低能级跃迁时，减小的能量以光子的向外辐射，所辐射光子的能量恰好等于发生跃迁的两能级间的能量差，即hv= En- Em。

欲想把处于某一定态的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量．如使氢原子从n=l的基态上升到n=∞的状态，这个能量的大小至少为13．6ev,即处于基态的氢原子的电离能E=13.6ev。

当入射光的能量大于13．6ev时，光子一定被原子吸收而电离。

例1一个氢原子处于基态，用光子能量为15 ev的电磁波去照射该原子，问能否使氢原子电离?若能使之电离，则电子被电离后所具有的动能是多大?解析处于基态的氢原子的电离能E=13.6ev, 15 ev>13.6ev,氢原子能被电离;电离后电子具有动能为1．4eV。

二、一群氢原子和一个氢原子跃迁出现的情况氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上.氢原子的半径公式r n=n2r1(n=1,2,3…),其中r1为基态半径，r1=0.53×10-10m. 氢原子的能级公式En=E1/n2(n=1,2,3…), 其中E1基态能量，E1=13.6ev。

电子在r1的轨道上运动时，原子的能量为E1,如此往下类推。

当电子从某一轨道跃迁到另一个轨道时，原子的能量发生变化，即原子发生跃迁。

如当一个氢原子从n=3的状态跃迁到发n=1的状态时，可能发生从n=3→l的跃迁，也可能发生从n=3→2→1的跃迁，但只能处于其中的一种，故发出谱线最多的是从n=3→2→1的跃迁，即可能的光谱线数最多为n-1。

原子能级跃迁问题的探讨常杰摘要本文章主要通过文献分析的方法，对原子能级跃迁问题知识进行了分析与讨论,分别从物理概念、物理定律和物理计算等方面对原子能级跃迁问题进行了讨论分析，从而更好的促进相关教学。

关键词大学物理中学物理原子能级能级跃迁原子能级跃迁氢原子能级一、引言1、问题的提出原子能级跃迁是物理学的重要内容。

无论是在中学物理学习中还是在大学物理学习中原子能级跃迁都有着重要的地位。

原子能级跃迁是物理知识的重要组成部分，无论是必修还选修教材中都是教学中的重点。

而且对学生知识考核中原子能级跃迁也是必考内容，在物理考试中有着重要的地位。

同样原子能级跃迁还是大学物理的必修内容，是大学生必备的物理知识之一，也是大学生进一步深造重要阶梯。

总结出大学物理中原子能级跃迁对中学物理原子能级跃迁的提高，不仅有利于大学生对大学物理原子能级跃迁知识有一个整体把握，而且更有利于教师对中学物理原子能级跃迁教学有更好的把握，更好的指导物理教学，对中学物理原子能级跃迁部分教学的提高有深刻的指导意义。

2、研究现状及分析关于原子能级跃迁问题已有过相关研究，但是，主要注重如何完成知识的衔接，让学生能够完成知识上的过渡，进入下一阶段的学习过程，没有系统总结分析其中物理内容上的拓展与提高，因此有必要对其进行分析，完成对原子能级知识上的全面的总结。

二、光子使原子能级跃迁的条件玻尔的原子模型是以三条基本假设为墓础,其中频率假设认为,原子从一个定态 (设能量数值为E n1)跃迁到另一定态 (设能量数值为E n2)时,它辐射或吸收一定频率的光子,辐射或吸收光子的能量数值不是任意的,而是由这两个定态的能级之差决定.即光子的频率v满足hv=E n1-E n2值得指出:光子是一份一份的,光子的能量hv也是一份一份的.每一份光子能量都是不“分割”的,原子所吸收的光子频率只有满足hv=E n1-E n2时,才能使原子吸收光子从基态或较低能级的激发态跃迁到较高能级的激发态,这就是说,要用光子使原子受激发而发生跃迁,就必须使光子具有的能量hv等于发生跃迁的两个能级的能量差值;光子的能最大于或小于这个能量差值均不能使原子跃迁.三、电子是原子能级跃迁的条件夫克兰一赫兹实验结果指出:当电子速度增大到一定数值时,与原子的碰撞是非弹性的.电子把一部分能量传递给原子,使原子发生能级跃迁.当然,原子从电子所具有的能量中获取能量不是任意的,所能获取的能量值就等于发生跃迁的原子两个能级的能盆之差值.从力学角度分析,粒子间(如电子与原子、原子与原子等)的碰撞是要满足力学上的能量守恒和动量守恒原理的.因此二粒子间的碰撞一般不能把它们的全部动能转变为内部能量的,碰后仍会保留一部分动能以满足动盘守恒关系.但当电子与静止的原子碰撞时,由于电子质量很小,有可能差不多使电子的全部动能转变为原子的内能.所以从动能的利用来考虑,用电子碰撞来激发原子比用原子或分子来碰撞更有利.需要指出:电子与光子不同,光子的能量是一份一份的,而电子的能量不是一份一份的.只要人射电子的能量大于或等于原子两个能级的能量之差值（即E=E n1-E n2)均可使原子发生能级跃迁。

原子结构知识原子能级跃迁的角动量选择定则原子能级跃迁的角动量选择定则是量子力学中描述原子中电子从一个能级跃迁到另一个能级时，其角动量的限制条件。

这个选择定则是由斯腾格尔定则和禁戒规则共同决定的。

首先，让我们来了解一下斯腾格尔定则（Stemler rule）。

斯腾格尔定则是根据经典物理学中的角动量守恒定律得出的。

它表明电子跃迁前后的总角动量守恒，即电子跃迁前后的总角动量矢量的大小和方向不变。

根据斯腾格尔定则，如果电子在一些能级跃迁时，它的总角动量发生变化，那么该能级的两个子能级的总角动量矢量之和应该等于电子跃迁前的总角动量矢量。

接下来，让我们来了解一下禁戒规则。

禁戒规则是指一些特定的跃迁过程在光谱中表现为禁止的现象。

其中最著名的禁戒规则是电偶极辐射选择定则。

这个选择定则是指电子跃迁时，只有在电偶极矩变化的过程中，能级之间的跃迁才可能发生。

根据电偶极辐射选择定则，电子从一个能级跃迁到另一个能级时，二者之间的跃迁必须满足△l=±1，△m=0,±1、其中，l是轨道角动量量子数，m是角动量的磁量子数。

综合斯腾格尔定则和禁戒规则，我们可以得出原子能级跃迁的角动量选择定则。

根据角动量守恒定律，电子跃迁前后的总角动量矢量之和应该守恒。

根据禁戒规则，这个总角动量矢量之和应该满足△l=±1，△m=0,±1、这意味着电子跃迁必须满足这些限制条件。

举个例子来说明角动量选择定则。

考虑一种跃迁过程，电子从一个s 轨道上的n=1能级跃迁到p轨道上的n=2能级。

根据斯腾格尔定则，总角动量矢量的大小和方向在跃迁前后是守恒的。

在这个过程中，n=1能级只有一个s轨道，它的轨道角动量量子数l=0，磁量子数m=0。

而n=2能级有三个p轨道，其轨道角动量量子数l=1，磁量子数m可以取-1，0，1三个值。

根据禁戒规则，△l=±1，△m=0,±1、因此，电子跃迁时，只有可能从n=1的s轨道跃迁到n=2的三个p轨道中的一个，且总角动量守恒。

原子结构知识：原子结构中的跃迁选择定则原子结构是物质存在的最基本单位，其内部结构的研究一直是物理学、化学等学科领域中的重要研究内容。

不同的原子结构之间存在着能量差异，原子内部能级跃迁是物质中能量转移的基本过程之一。

跃迁选择定则是描述原子内部能级跃迁的规律性以及其对物质的光谱、激光等应用具有指导作用的基本规则。

本文将从跃迁选择定则的背景、基本概念、提出者和应用等方面进行详细介绍。

一、背景原子内部能级跃迁是物质中分子、原子、离子等基本粒子之间实现能量传递的基本方式之一。

人们对原子中的能级跃迁有很早的认识，在19世纪中叶，光谱学成为了物理学和化学研究领域中的热门课题，研究人员通过对光谱的观察和分析，得出了有关原子的很多性质和规律。

在20世纪初期，玻尔、赫兹和朗道等人的工作奠定了原子结构研究的基础，他们的研究成果揭示了原子内部的电子分布情况和能级结构。

但是，对于原子内部能级跃迁的机制和规律性还知之甚少。

直到20世纪中叶，海森堡、泡利、范德华尔和斯特克等人的研究，才从不同的角度阐述了原子内部能级跃迁中的选择规律，提出了跃迁选择定则。

二、概念跃迁选择定则是描述原子内部能级跃迁所遵循的规律和选择性的定律，是研究原子光谱和激光等物理现象的基础理论规律。

通俗地说，跃迁选择定则是描述电子在一个能级跃迁到另一个能级时所需要遵循的规则。

跃迁选择定则涉及到原子内部随机电子分布的量子力学概念，体现在光谱和激光的发射和吸收中。

跃迁选择定则根据电子在能级之间跃迁时改变的角动量、自旋、电偶极矩、偶极矩等量的多少作为判断标准。

在选择定则中，根据电子跃迁时角动量守恒、自旋守恒、电偶极矩守恒、偶极矩守恒原则，来判断电子跃迁是否会发生、跃迁后的光谱线强度大小和波长位置等变化。

三、提出者跃迁选择定则是由德国物理学家海森堡等人在1925年提出的。

由于该理论的提出者中海森堡是一个独立思考者，不惯常规思维，所以在当时这个定则被认为是非常奇特的。

原子结构知识：原子能级上的跃迁原子结构是物理学中非常重要的一个概念，同时也是化学、材料科学等诸多学科的基础。

原子的能级结构是原子结构的重要组成部分，对于研究原子的性质和行为非常关键。

本文将围绕原子能级上的跃迁展开讨论，探究其中的原理、特性和应用。

一、能级之间的跃迁在原子结构中，由于能量的离散性，原子的电子在特定的能级上运动。

能级越高，电子的能量也就越大。

当一个原子吸收能量，其电子会从一个低能级跃迁到一个高能级，反之，当一个原子发出能量，其电子会从一个高能级跃迁到一个低能级。

这种能级之间的跃迁是原子结构中最基本的过程，它不仅反映了电子的能量状态，也反映了原子的内部结构。

为了更好地理解能级之间的跃迁，我们可以考虑一个简单的例子：氢原子。

氢原子的电子在基态时处于最低能级，也就是1s能级。

当氢原子吸收足够的能量时，电子就会从1s能级跃迁到更高的能级，比如2s能级或2p能级。

这个过程是可逆的，也就是说，当电子回到1s能级时，会放出与吸收时相等的能量。

这种能级之间的跃迁是原子吸收或发出光子的基础。

二、激发态和基态当原子吸收能量，其电子跃迁到更高的能级时，原子处于激发态。

相反，当电子从高能级跃迁回低能级时，原子处于基态。

激发态和基态分别对应着原子内部的不同能量状态，它们之间的状态转换是原子运动过程中最基本的一种形式。

基态是原子内部最稳定的状态。

在氢原子中，1s能级上的电子处于其基态，这是氢原子能量最低的状态。

这个状态是非常稳定的，因为任何形式的激发都要消耗一定的能量，只有当电子吸收足够的能量才能够跃迁到更高的能级上。

因此，如果没有外界的干扰，氢原子会一直保持在基态上。

激发态则不同，它是由原子吸收外界能量引起的。

当电子跃迁到更高的能级上时，它就处于激发态。

激发态是一种比基态更高能量的状态，因此它是不稳定的。

当原子处于激发态时，它总是趋向于返回其最低能量的基态。

三、跃迁的能量与频率在能级之间跃迁时，电子所吸收或释放的能量是有限的，这个能量差取决于它从哪一个能级跃迁到哪一个能级。

高中物理 原子跃迁时应注意的四个问题专题辅导山西 闫俊仁玻尔的氢原子理论，把量子观念引入到原子系统中，很好地解释了氢原子和类氢原子光谱，是经典物理向量子力学过渡的一个跳板，也是今后学习现代物理的基础。

原子的能级跃迁及其光子的发射和吸收，成为高考的热点已是不争的事实。

本文就玻尔的原子理论中，原子跃迁时的应注意几个问题做一阐述例析，供参考。

1、注意是“一个原子”还是“一群原子”氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某个可能的定态上，在某段时间内，由某一定态跃迁到另一个定态时——可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了。

例1. 有一群处于量子数n ＝4的激发态中的氢原子，在它们发光的过程中，发出的光谱线共有几条？解析：,6234C 24=⨯=即发出的光谱线共有6条，能级跃迁如图1所示。

点评：处于量子数为2n >的激发态的大量氢原子，发生能级跃迁可能发射不同频率的光谱线条数，可用组合数2)1n (n C 2n -=计算。

2、注意是“跃迁”还是“电离”根据玻尔的氢原子理论，当原子从低能级向高能级跃迁时，必须吸收光子（或吸收能量）才能实现。

相反，当原子从高能级向低能级跃迁时，必须辐射光子才能实现。

不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差，欲想把处于某一定态的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量。

如使氢原子从n ＝1的基态跃迁到∞=n 的状态，这个能量的大小至少为13.6eV 。

例2. 氢原子的能级图如图2所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是（ ）A. 13.6eVB. 10.20eVC. 0.54eVD. 27.20eV解析：氢原子释放出一个电子而变成氢离子即电离过程，相当于原子从n ＝1的能级踵迁到∞=n 的能级，电子所需的能量至少为eV 6.13E E E 1=-=∆。

原子跃迁知识点总结1. 原子结构与能级原子是由原子核和绕核运动的电子组成的，电子围绕原子核运动时，会处在不同的能级上。

这些能级是量子化的，即只有特定的能量值才是允许的，而其他能量值是被禁止的。

能级之间的跃迁对应着电子的能量变化，因而原子跃迁也就是指电子在不同能级之间的能量变化过程。

2. 能级跃迁的基本概念能级跃迁是通过吸收或释放光子的方式完成的。

当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会放出或吸收一个光子，其能量正好等于两个能级之间的能量差。

这种辐射或吸收过程是原子光谱现象的基础，也是原子光谱分析的重要依据。

3. 原子光谱的产生当原子受到能量激发时，其中的电子就会跃迁到更高的能级。

当电子再次返回到低能级时，会释放出一个与跃迁前后能级差相对应的光子，这个光子的频率与波长就与原子的能级结构有关，也就是产生了原子光谱。

原子光谱是一种特征性的光谱，其频带和强度分布都与原子的能级结构和跃迁过程相关。

4. 电子跃迁的类型电子的能级跃迁有两种基本类型，一种是辐射跃迁，即电子由高能级跃迁到低能级，并释放出一个光子；另一种是激发跃迁，即电子由低能级跃迁到高能级，并吸收一个光子。

这两种跃迁类型在原子光谱现象中均有着重要作用。

5. 原子光谱的分析方法原子光谱是一种独特的光谱，由于其频带和强度分布与原子的能级结构、跃迁过程等因素密切相关，因此可以通过分析光谱的波长和强度特征来获取原子的能级信息和其他相关信息。

原子光谱的分析方法主要包括光谱线的观测、光谱线的强度分析、光谱线的频率分析等。

6. 原子光谱在物理、化学和天文学中的应用原子光谱在物理、化学和天文学等领域具有广泛的应用价值。

比如在化学分析中，可以利用原子光谱来识别和测定样品中的元素成分；在物理实验中，可以通过观测原子光谱来研究原子的能级结构和电子跃迁过程；在天文学中，可以通过分析星体的光谱来获取其成分和运动状态等信息。

7. 结语原子跃迁是一种重要的物理现象，它是原子光谱产生的基础，也是原子的能级结构和电子跃迁过程的直接体现。

氢原子跃迁应注意的四个不同一. 应注意一群原子和一个原子跃迁的不同一群氢原子就是处在n轨道上有若干个氢原子，某个氢原子向低能级跃迁时，可能从n能级直接跃迁到基态，产生一条谱线；另一个氢原子可能从n能级跃迁到某一激发态，产生另一条谱线，该氢原子再从这一激发态跃迁到基态，再产生一条谱……由数学知识得到一群氢原子处于n能级时可能辐射的谱线条数为。

对于只有一个氢原子的，该氢原子可从n能级直接跃迁到基态，故最少可产生一条谱线，不难推出当氢原子从n能级逐级往下跃迁时，最多可产生n－1条谱线。

例1. 有一个处于量子数n＝4的激发态的氢原子，它向低能级跃迁时，最多可能发出几种频率的光子？例2. 现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的（）A. 2200B. 2000C. 1200D. 2400二. 应注意跃迁与电离的不同根据玻尔理论，当原子从低能态向高能态跃迁时，必须吸收光子方能实现；相反，当原子从高能态向低能态跃迁时，必须辐射光子才能实现，不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量必须满足，即两个能级的能量差。

使基态原子中的电子得到一定的能量，彻底摆脱原子核的束缚而成为自由电子，叫做电离，所需要的能量叫电离能。

光子和原子作用而使原子发生电离时，不再受“”这个条件的限制。

这是因为原子一旦被电离，原子结构即被破坏，因而不再遵守有关原子的结构理论。

例3. 当用具有1.87eV能量的光子照射n＝3激发态的氢原子时，氢原子A. 不会吸收这个光子B. 吸收该光子后被电离，电离后的动能为0.36eVC. 吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零D. 吸收该光子后不会被电离三. 要注意辐射谱线频率、波长的不同氢原子能级图形象地给出了各能级的能量大小关系。

当氢原子从n能级直接跃迁到基态时，两能级能量差值最大，由能的转化与守恒可知，辐射的光子频率最大，对应的波长最小，表达式为，，同理从n能级跃迁到n－1能级时，两能级能量的差值最小，辐射的光子频率最小，波长最长，即，。

原子结构知识：原子结构中的跃迁规律原子结构是物理学和化学中重要的基础概念之一。

它描述了原子的组成和性质，涉及到电子、质子、中子等粒子的运动以及它们之间的相互作用。

其中，原子中电子的跃迁是一种非常重要的现象，它能够解释原子光谱和化学反应等现象。

本文将重点介绍原子结构中的跃迁规律。

原子中电子的跃迁是指电子从一个能级跃迁到另一个能级的现象。

能级是描述电子相对于原子核的能量状态的概念，这个能量状态和电子的运动方式有关。

根据量子理论，原子只能在能级之间跳跃，它们不能停留在两个能级之间的中间状态。

当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，能级之间的能量差会以光子的形式发射出去或者吸收进来。

这些发射或者吸收的光子的波长和能量与能级差有密切的关系，因此，通过观察这些发射或者吸收光的波长和能量，我们可以了解原子的结构和性质。

原子跃迁的规律由受限条件和量子力学规律决定。

受限条件主要包括：原子核和电子之间的相互作用，电子之间的排斥作用，以及外部力场的影响等。

这些条件将限制电子能级的数目以及跃迁的方式。

例如，在氢原子中，电子只能在不同的能级之间跃迁，而其他原子中，电子可能需要多个光子的能量才能跃迁到更高的能级。

量子力学规律则描述了电子的行为和性质。

根据量子理论，电子有波粒二象性，它们既可以表现为粒子，也可以表现为波。

在原子内，这些电子波形成了一系列的驻波，对应于在原子内不同的能级。

这些能级是量子对称性的结果，并在跃迁过程中能量得到了保持。

原子中电子的跃迁可以分为自发辐射、受激辐射和吸收辐射三种方式。

自发辐射是当电子从一个能级到另一个能级时，原子会发射出一个光子，这个光子的波长和能量与能级差有关。

当原子处于激发态时，电子会通过受激辐射的形式释放出光子，这些光子的波长和能量也与能级差相匹配。

最后，当原子处于基态时，它可以吸收一个波长与能级差相匹配的光子，并使电子从基态跃迁到激发态。

原子跃迁的规律不仅可以解释原子发射光谱，也可以用于解释化学反应的机理。

学习氢原子跃迁应注意的五个不同氢原子的跃迁是“氢原子的能级结构”一节的重点内容、同学们学习应注意以下五个不同。

一. 应注意一群原子和一个原子跃迁的不同一群氢原子就是处在n 轨道上有若干个氢原子，某个氢原子向低能级跃迁时，可能从n 能级直接跃迁到基态，产生一条谱线；另一个氢原子可能从n 能级跃迁到某一激发态，产生另一条谱线，该氢原子再从这一激发态跃迁到基态，再产生一条谱……由数学知识得到一群氢原子处于n 能级时可能辐射的谱线条数为C n n n 212=-()。

对于只有一个氢原子的，该氢原子可从n 能级直接跃迁到基态，故最少可产生一条谱线，不难推出当氢原子从n 能级逐级往下跃迁时，最多可产生n －1条谱线。

例1. 有一个处于量子数n ＝4的激发态的氢原子，它向低能级跃迁时，最多可能发出几种频率的光子？解析：对于一个氢原子，它只能是多种可能的跃迁过程的一种，如图1所示，由能级跃迁规律可知：处于量子数n ＝4的氢原子跃迁到n ＝3，n ＝2，n ＝1较低能级，所以最多的谱线只有3条。

图1例2. 现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的11n -（ ） A. 2200B. 2000C. 1200D. 2400解析：这是全国理综考题，由题中所给信息，处于量子数n ＝4的氢原子跃迁到n ＝3，n ＝2，n＝1较低能级的原子数分别为1200141400⨯-=个，则辐射光子数为40031200⨯=个。

而处于量子数n ＝3的400个氢原子向n ＝2，n ＝1跃迁，跃迁原子数分别为400131200⨯-=个，则辐射光子数为200×2＝400个，而处于量子数n ＝2的原子总数为400＋200＝600个，向基态跃迁则辐射光子数为600个。

所以，此过程发出光子的总数为1200＋400＋600＝2200个。

剖析原子能级跃迁问题玻尔理论成功地解释了氢原子的发光谱线。

但是，学生对原子跃迁没有感性认识，会对其产生误解，现结合例题剖析原子能级跃迁问题。

一. 注意区分跃迁与电离1.跃迁:根据玻尔理论，当原子从低能级向高能级跃迁时，必须吸收光子方能实现;相反，当原子从高能级向低能级跃迁时，必须辐射光子才能实现，不管是吸h,收还是辐射光子，其光子的能量必须等于这两个能级差即。

其中，h,,E,E,0mn为光子的能量，为原子初、末能级之差。

,E,E,Emn2.电离:使基态原子中的电子得到一定的能量，彻底摆脱原子核的束缚而成为自由电子，叫做电离，所需要的能量叫电离能。

光子与原子作用而使原子发生电离时，不再受的限制。

这是因为原子一旦电离，原子结构被破坏，而h,,E,E,0mn 不再遵守有关原子结构理论，如基态氢原子的电离能为13.6eV，只要能量大于或等于13.6eV的光子都能使基态的氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的动能就越大。

不论原子处于什么状态，只要入射光子的能量大与该状态的电离能就可以使之电离。

例如:已知氢原子基态能量为-13.6eV，下列说法中正确的有[ ]A(用波长为600nm的光照射时，可使稳定的氢原子电离B(用光子能量为15eV的光照射时，可能使处于基态的氢原子电离C(氢原子可能向外辐射出11eV的光子D(氢原子可能吸收能量为1.89eV的光子解析:要使基态氢原子发生电离，其入射光子的能量必须大于13.6eV，而波长为600nm的光具有的能量(ε=hc/λ)小于13.6eV，不能使处于基态的氢原子电离，故A错;用15eV的光照射时，可以使基态氢原子电离.电离需要13.6eV的能量，剩余的能量转换成电子的动能，所以一定使处于基态的氢原子电离，不是可能使处于基态的氢原子电离，故B错;原子发生跃迁吸收或辐射光子的能量必须等于两能级之差，故C错;n=3与n=2两能级之差为1.89eV，所以正确答案为:D(二(注意区分一群原子与一个原子跃迁1. 一个氢原子核外只有一个电子，在某一时刻这个电子只能处在某一可能的轨道，在发生跃迁时只能辐射或吸收一个光子，因而只有某一特定频率的光，所以一个氢原子处于量子数为n的激发态时，最多可辐射的光谱条数为:N=n-1.2.实际观察到的是一群原子，各种轨道的电子运动可以在不同的原子中分别发生:可能从n能级直接跃迁到基态，产生一条普线;其他的氢原子也可以从n能级跃迁到某一激发态，产生另一普线，再从这一激发态跃迁到基态，再产生一谱线……况且观察总是持续一段时间，因此各种谱线都可以观察到。

理清原子能级跃迁的几个问题原子的能级跃迁问题是历年高考的热点问题，也是同学们在物理学习中的一个难点，下面就对这一问题加以讲解辨析。

1 原子的能级跃迁实际是电子在跃迁原子是一个体系，该体系由原子核和核外电子组成，电子绕核运动。

原子的能量包括电子的动能、电子和原子核共有的电势能。

就如同地球和它周围的卫星构成的体系。

不同的是，研究原子这样小的微观粒子要用量子力学的知识，研究地球及其卫星的运动则用牛顿运动定律及万有引力定律。

原子的跃迁指的是围绕原子核运动的电子由一个能级跃迁到另一个能级。

2 原子跃迁过程中原子的总能量、电势能和电子的动能的变化规律设原子中原子核带电量为+Ze，核外电子带电荷量为-e，电子在半径为r的轨道上绕核作匀速圆周运动时，库仑力提供向心力，则有：kZe2r2=mv2r，则得v=kZe2mr电子绕核运动的动能为Ek=12mv2=kZe22r在原子中，由于原子核与核外电子库仑引力的作用而具有电势能，电势能属于相互作用的系统——原子。

由库仑力所做的功与电势能的变化关系可知：电子绕核运动的轨道半径r减小时，库仑引力F做正功，原子的电势能Ep减小；反之，电子绕核运动的轨道半径r增大时，库仑引力F做负功，原子的电势能Ep 增大。

通常取r→∞时的电势能为零，电子在半径为r的轨道上的电势能：Ep=eU=-ekZer=-kZe2r则该定态能级能量为：E=Ek+Ep=kZe22r-kZe2r=-kZe22r由以上的推导可知：（1）某定态时，核外电子的动能Ek总是等于该定态总能量的绝对值，原子系统的电势能Ep总是等于该定态总能量值的两倍。

（2）电子动能Ek=kZe22r随轨道半径r的减小而增大，随r的增大而减小；系统电势能Ep=-kZe2r随轨道半径r的增大而增大，随r的减小而减小；原子的总能量E=-kZe22r也随轨道半径r的增大而增大，随r的减小而减小。

（3）某定态能量E=-kZe22r0，表明原子核外电子处于束缚状态，欲使原子电离，外界必须对系统至少补充的能量为kZe22r，原子的能级越低，需要的电离能就越大。

原子辐射跃迁的选择定则
原子辐射跃迁选择定则：
一、相对能量原则
1、“最小相对能量原则”
︰对对原子来说，跃迁发生时，原子总体上应处于原子态，其总能量也处于极小值。

2、“最大相对能量原则”：当一个原子发生跃迁时，它的总能量应达到最大值。

二、电子能量极值原则
1、“电子最小有效能原则”：在原子的转移过程中，释放的电子能量最小。

2、“电子最大有效能原则”：在原子的转移过程中，释放的电子能量最大。

三、电子数变化原则
1、“最小电子数多样性原则”：发生转移时，电子应达到最小多样性。

2、“最大电子数多样性原则”：发生转移时，电子应达到最大多样性。

四、电子的运动原则
1、“电子的最小运动原则”：发生跃迁时，电子的总运动量最小。

2、“电子的最大运动原则”：发生跃迁时，电子的总运动量最大。

五、保山詹原则
“保山詹原则”又称“纳米-山詹原则”，它声称：在原子发生跃迁时，电子应具有“最低穷到功率”，这表明，当跃迁发生时，电子应该具有最小的（穷到）动能。

综上所述，原子辐射跃迁的选择定则主要有：相对能量原则、电子能量极值原则、电子数变化原则、电子的运动原则和保山詹原则等。

这些定则共同控制电子跃迁的发生，体现出自然界量子物理学最基本的原理。