Question

【題目】將氫原子電離，就是從外部給電子以能量，使其從基態(tài)或激發(fā)態(tài)脫離原子核的束縛而成為自由電子．

（1）若要使n=2激發(fā)態(tài)的氫原子電離，至少要用多大能量的光照射該氫原子？
（2）若用波長200nm的紫外線照射氫原子，則n=2的電子飛到離核無窮遠(yuǎn)處的動(dòng)能多大？（電子電荷量e=1.6×10﹣19C，電子質(zhì)量me=0.9×10﹣31kg，普朗克常量h=6.63×10﹣34JS）

Answer 1

【答案】
（1）解：要使處于n=2的氫原子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠(yuǎn)處，

最小的電磁波的光子能量應(yīng)為：E=0﹣（﹣3.4eV）=3.4eV

（2）解：波長為200 nm的紫外線一個(gè)光子所具有的能量

E0=h =6.63×10﹣34J× =9.95×10﹣19 J

電離能△E=3.4×1.6×10﹣19 J=5.44×10﹣19 J

由能量守恒E0﹣△E=Ek

代入數(shù)據(jù)解得：Ek=4.51×10﹣19 J

【解析】所謂電離，就是使處于基態(tài)或激發(fā)態(tài)的原子的核外電子躍遷到n=∞的軌道，n=∞時(shí)，E∞=0，要使處于n=2的氫原子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠(yuǎn)處．根據(jù)由能量守恒求解n=2的電子飛到離核無窮遠(yuǎn)處的動(dòng)能．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解玻爾原子理論(從高能級向低能級躍遷時(shí)放出光子；從低能級向高能級躍遷時(shí)可能是吸收光子，也可能是由于碰撞)．