Question

15．氫原子能級圖如甲圖所示，一束光子能量為 12.75eV 的單色光照射處于基態(tài)的一群氫 原子上，這群氫原子吸收光子后處于激發(fā)態(tài)，并能 發(fā)出一系列的光子，發(fā)出的光子束照到逸出功為3.7eV 的金屬鎂表面，部分入射光使鎂發(fā)生了光電效 應(yīng)，若能使鎂發(fā)生光電效應(yīng)的其中一種頻率的光為 a 光，不能使鎂發(fā)生光電效應(yīng)的其中一種頻率的光為 b 光，則下列有關(guān)說法中正確的有（　�。�

• A． 氫原子吸收光子后所發(fā)出的光子頻率有 6 種
• B． 有三種不同頻率的光子可使鎂發(fā)生光電效應(yīng)
• C． a 光和 b 光同時(shí)入射到同一平行玻璃磚中，如乙圖所示，a 光有可能在 B 界面處發(fā)生全反射，b 光不可能
• D． a、b 光用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b 光的明暗相間的條紋間距更小

Answer 1

分析 根據(jù)玻爾理論，氫原子只能吸收能量等于兩個(gè)能級之差的光子的能量．氫原子吸收了能量后，從基態(tài)躍遷到n能級的激發(fā)態(tài)上去，再從此激發(fā)態(tài)向低能級躍遷，可發(fā)出${C}_{n}^{2}$ 種波長不同的光；
發(fā)生光電效應(yīng)的條件是光子能量大于逸出功，根據(jù)該條件確定出n=4的能級的一群氫原子向低能級躍遷時(shí)輻射光子能量大于逸出功的種數(shù)；
根據(jù)光的全反射條件：光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角；
依據(jù)光的干涉條紋間距公式$△x=\frac{L}0sw8koaλ$，即可求解．

解答 解：A、氫原子的能級圖得到，n=4的激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能級差為△E=E₄-E₁=-0.85eV-（-13.6eV）=12.75eV，所以用能量為12.75eV的光子去照射大量處于基態(tài)的氫原子，氫原子能從基態(tài)躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)上去，氫原子吸收光子的能量躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)后，向低能級躍遷時(shí)，任意兩個(gè)能級之間發(fā)生一次躍遷，共發(fā)射${C}_{4}^{2}$=6種波長不同的光．故A正確．
B、從n=4躍遷到n=3輻射的光子能量為0.66eV，n=3躍遷到n=2輻射的光子能量為1.89eV，n=4躍遷到n=2輻射的光子能量為2.55eV，均小于3.7eV，不能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)，其它三種光子能量都大于3.7eV．故B正確；
C、a 光和 b 光同時(shí)入射到同一平行玻璃磚中，如乙圖所示，a 光不可能在 B 界面處發(fā)生全反射，b 光也不可能，因不滿足光的全反射條件，入射角大于或等于臨界角，根據(jù)光的可逆性，可知，入射角不可能大于或等于臨界角，故C錯(cuò)誤；
D、因能使鎂發(fā)生光電效應(yīng)的其中一種頻率的光為 a 光，不能使鎂發(fā)生光電效應(yīng)的其中一種頻率的光為 b 光，說明a 光的波長小于 b 光，當(dāng)a、b 光用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，根據(jù)光的干涉條紋間距公式$△x=\frac{L}0swcgcqλ$，b 光的明暗相間的條紋間距更大，故D錯(cuò)誤；
故選：AB．

點(diǎn)評 對于玻爾理論，掌握躍遷種類的判定，理解光電效應(yīng)發(fā)生條件，知道光的全反射條件，及臨界角的概念，最后掌握光的干涉條紋間距公式的內(nèi)容．