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2.4 氢原子光谱和能级结构
班级姓名座号一、单项选择题
1．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子A．放出光子，能量增加
B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加
D．吸收光子，能量减少
2．氢原子光谱巴尔末系最小波长与最大波长之比为
A．5
9
B．
4
9
C．7
9
D．
2
9
3．对于巴尔末公式，下列说法正确的是
A．所有氢原子光谱的波长都与巴尔末公式相对应
B．巴尔末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长
C．巴尔末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长,其中既有可见光,又有紫外光D．巴尔末公式确定了各种原子发光中的光的波长
4．如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子
A．从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级
跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长
B．从n=5能级跃迁到n=1能级比从n=5能级
跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大
C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的
概率是一样的
D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定
向外放出能量
二、多项选择题
5．有关氢原子光谱的说法，正确的是 A ．氢原子的发射光谱是线状谱
B ．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C ．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D ．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 6．于巴尔末公式
22111
R 2n
=-λ（）
的理解，正确的是 A ．此公式是巴尔末在研究氢光谱特征时发现的 B ．公式中n 可取任意值，故氢光谱是连续谱
C ．公式中n 只能取不小于3的整数，故氢光谱是线光谱
D ．公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱分析 7．按照玻尔理论，在氢原子中，当电子由半径为4r 0的轨道跃迁到半径为r 0
的轨道时，它的能量变化是
A ．电势能减少，动能增加
B ．电势能减少，动能减少
C ．电势能减少等于动能的增加
D ．电势能减少大于动能的增加
8．关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是
A ．用波长为60 nm 的X 射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子
B ．用能量为10.2 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C ．用能量为11.0 eV 的电子碰撞，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
D ．用能量为12.5 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
9．有大量的氢原子吸收某种频率的光子后从基态跃迁到n＝3的激发态，已知氢原子处于基态时的能量为E1，则吸收光子的频率ν是多少？当这些处于激发态的氢原子向低能级跃迁发光时，可发出几条谱线？辐射光子的能量分别为多少？
10．已知氢原子在基态时能级值E1=﹣13.6eV，氢原子光谱中除巴尔末系以外，还有赖曼系赖、帕刑系、布喇开系、普丰德系、哈弗莱系．其中赖曼系是指所氢原子从高能级的激发态跃迁至基态时的一组谱线．求赖曼系中能量最大的光子和能量最小的光子的波长各是多少？
11．氢原子基态能量E1＝-13.6 eV，电子绕核做圆周运动的半径r1＝0.53×10－10m．求氢原子处于n＝4激发态时：
（1）原子系统具有的能量；
（2）电子在n＝4轨道上运动的动能；(已知能量关系，半径关系r n＝n2r1，k＝9.0×109 N·m2/C2，e＝1.6×10－19C)
（3）若要使处于n＝2轨道上的氢原子电离，至少要用频率为多大的电磁波照射氢原子？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)
氢原子光谱和能级结构参考答案
9．【答案】ν＝－；三条谱线；光子能量分别为，，
【解析】
【详解】
据跃迁理论hν＝E3－E1，而E3＝E1，所以--.
由于是大量原子，可从n＝3跃迁到n＝1，从n＝3跃迁到n＝2，再从n＝2跃迁到n＝1，故应有三条谱线，光子能量分别为E3－E1，E3－E2，E2－E1，即－E1，－E1，－E1. 10．【答案】赖曼系中能量最大的光子和能量最小的光子的波长各是91.4nm、121.9nm 【解析】
【分析】
在赖曼系中，从电离状态跃迁到基态，光子能量最大，光子波长最小，从n=2跃迁到基态，光子能量最小，光子波长最长，结合△E＝分析求解．
【详解】
从电离状态跃迁到基态，光子能量最大，根据E max＝得，最小波长λmin＝=m=91.4nm．
由n=2的激发态跃迁到基态，光子能量最小，根据E min＝得，最大波长λmax＝＝m=121.9nm．
11．【答案】(1)-0.85 eV (2)0.85eV (3)8.21×1014Hz
【解析】
【详解】
(1)根据能级关系
则有：
(2)因为电子的轨道半径
根据库仑引力提供向心力，得：
所以，
(3)要使n=2激发态的电子电离，据波尔理论得，发出的光子的能量为：解得：
