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如图所示,为氢原子能级图,现有大量氢原子从n=4的能级发生跃迁,并发射光子照射

物理试题 05-04
如图所示,为氢原子能级图,现有大量氢原子从n=4的能级发生跃迁,并发射光子照射一个钠光管,其逸出功为2.29eV,以下说法正确的是(  )
 
A. 光电管发出的光电子与原子核发生β衰变时飞出的电子都是来源于原子核内部
B. 能够让钠光电管发生光电效应现象有3种光子
C. 这些氢原子能发出3种不同频率的光
D. 钠光电管发出的光电子最多能够让氢原子从n=1的能级跃n=2的能级
【答案】D
【解析】
【详解】A. 光电管发出的光电子是来自核外,而原子核发生β衰变时飞出的电子是来源于原子核内部的中子衰变成质子而放出的,故A错误;
BC. 根据知,这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子。氢原子由n=4跃迁到n=2能级,辐射的光子能量为
3.4-0.85=2.55eV
大于逸出功,能发生光电效应;而由n=4跃迁到n=3能级,辐射的光子能量为
1.51-0.85=0.66eV
n=3跃迁到n=2能级,辐射的光子能量为
3.4-1.51=1.89eV
都小于逸出功,不能发生光电效应,因此让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子。故BC错误;
D. 氢原子从n=4的能级向n=1发生跃迁,发射光子能量最大,当照射钠光管放出能量为
E=13.6-0.85-2.29=10.46eV
而氢原子从n=1的能级跃n=2的能级,需要吸收能量为
E′=13.6-3.4=10.2eV
因10.46eV>10.2eV;氢原子从n=1的能级跃n=3的能级,需要吸收能量为
E′=13.6−1.51=12.09eV
而12.09eV>10.46eV;所以钠光电管发出的光电子最多能够让氢原子从n=1的能级跃n=2的能级,故D正确。
故选D。
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