Question

德國(guó)物理學(xué)家弗蘭克林和赫茲進(jìn)行過(guò)氣體原子激發(fā)的實(shí)驗(yàn)研究．如圖（1）他們?cè)谝恢魂帢O射線管中充了要考察的汞蒸氣．陰極發(fā)射出的電子受陰極K和柵極R之間的電壓U_R加速，電子到達(dá)柵極R時(shí)，電場(chǎng)做功eU_R．此后電子通過(guò)柵極R和陽(yáng)極A之間的減速電壓U_A．通過(guò)陽(yáng)極的電流如圖（2）所示，隨著加速電壓增大，陽(yáng)極電流在短時(shí)間內(nèi)也增大．但是到達(dá)一個(gè)特定的電壓值U_R后．觀察到電流突然減�。�在這個(gè)電壓值上，電子的能量剛好能夠激發(fā)和它們碰撞的原子．參加碰撞的電子交出其能量，速度減小，因此到達(dá)不了陽(yáng)極，陽(yáng)極電流減小．eU_R即為基態(tài)氣體原子的激發(fā)能．得到汞原子的各條能級(jí)比基態(tài)高以下能量值：4.88eV，6.68eV，8.78eV，10.32eV．若一個(gè)能量為7.97eV電子進(jìn)入汞蒸氣后測(cè)量它的能量可能是（　�。�

A．1.29eV

B．2.35eV

C．3.09e V

D．7.97eV

Answer 1

分析：利用氫原子能級(jí)以及光子的發(fā)射和吸收等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行求解
①原子處于基態(tài)時(shí)最穩(wěn)定，處于較高能級(jí)時(shí)會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)躍遷，經(jīng)過(guò)一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)，躍遷時(shí)以光子的形式放出能量． 
②原子在始末兩個(gè)能級(jí)E_m和E_n（m＞n）間躍遷時(shí)發(fā)射光子的頻率為ν，其大小可由下式?jīng)Q定：hυ=E_m-E_n． 
③如果原子吸收一定頻率的光子，原子得到能量后則從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷． 
④原子的能量包括電子的動(dòng)能和電勢(shì)能（電勢(shì)能為電子和原子共有）即：原子的能量E_n=E_Kn+E_Pn．軌道越低，電子的動(dòng)能越大，但勢(shì)能更小，原子的能量變小．

解答：解：若一個(gè)能量為7.97eV電子進(jìn)入汞蒸氣后，如果原子吸收其能量，將由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，
若吸收能量為4.88ev，則電子進(jìn)入汞蒸氣后測(cè)量它的能量△E=7.97-4.88=1.29ev；
若吸收能量為6.68ev，則電子進(jìn)入汞蒸氣后測(cè)量它的能量△E=7.97-6.68=3.09ev；
若未被吸收，則為7.97ev．
故能測(cè)量出進(jìn)入汞蒸氣后電子的能量，則測(cè)得的能量值可能為1.29eV或3.09eV或7.97eV，
故選：ACD．

點(diǎn)評(píng)：主要考查你對(duì)氫原子能級(jí)以及能級(jí)躍遷等考點(diǎn)的理解，注意能級(jí)躍遷需要的能量不是連續(xù)性的，而是滿足hυ=E_m-E_n．