- 高中物理原子
高中物理中涉及的原子类型主要包括:氢原子、氦原子、电子云模型(原子核外没有电子)、原子核(原子核内有质子和中子)。
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相关例题:
题目:研究氢原子的能级结构
问题:假设有一个氢原子,其基态的能量为E1 = -13.6 eV。当它吸收一个光子后,它将跃迁到较高能级。已知氢原子的第一激发态的能量为E2 = 1.51 eV,求氢原子吸收的光子的能量范围。
解答:氢原子吸收光子后,将从基态跃迁到较高能级。根据能级图,基态和第一激发态之间的能量差为ΔE = E2 - E1 = 1.51 eV - (-13.6 eV) = 15.1 eV。
由于氢原子只能从高能级跃迁到较低能级,因此我们需要找到光子能量范围,使得氢原子吸收该能量后跃迁到第一激发态。
根据玻尔理论,氢原子吸收光子后,将从较高能级跃迁到较低能级,并释放多余的能量以辐射光子。因此,辐射的光子能量应该等于吸收的光子能量减去两能级之间的能量差。
根据题意,氢原子可以吸收的光子能量范围为ΔE + E2 ≤ hν ≤ ΔE + E1,其中ΔE为两能级之间的能量差,E1和E2分别为基态和第一激发态的能量,h为普朗克常数。
将数值代入上式,可得ΔE + 1.51 eV ≤ hν ≤ ΔE + (-13.6) eV。解这个不等式,可以得到光子能量的范围为:
ΔE + 1.5 eV ≤ hν ≤ 15.1 eV - (-13.6 eV)
因此,氢原子吸收的光子能量范围为:
ε ≤ 1.5 eV ≤ hν ≤ 28.7 eV
由于题目中只给出了光子的频率范围,而没有具体的光子波长,因此无法进一步计算出具体的光子波长。
总结:通过这个例题,我们可以更好地理解氢原子的能级结构和跃迁过程,以及如何根据题目要求求解光子能量范围。
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