编号004-能级的跃迁问题doc

高中物理理解记忆的 编号004：能级的跃迁问题 出卷人：常胜    　2007-2-9 工作单位：江苏省句容市后白中学 姓    名：常胜 本人声明：本文属本人原创作品，本文著作权授予“北京全品考试书店有限公司、北京全品教育科技中心”独家所有，本人拥有署名权。 1. (9184)（2004年高考物理江苏卷－10,4分）若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线．内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子)．214Po的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E0＝1.416MeV交给内层电子（如K、L、M层电子，K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层）使其电离．实验测得从214Po原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为EK＝1.323MeV、EL＝1.399MeV、EM＝1.412MeV．则可能发射的特征X射线的能量为 A、0.013MeV    B、0.017MeV    C、0.076MeV    D、0.093MeV 2. (9183)（2000年普通高等学校招生全国统一考试物理－13,5分）假设NaCl蒸气中存在由钠离子Na+和氯离子Cl－靠静电相互作用构成的单个氯化钠NaCl分子，若取Na+与Cl－相距无限远时其电势能为零，一个NaCl分子的电势能为－6.1 eV，已知使一个中性钠原子Na最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子Na+所需的能量（电离能）为5.1 eV，使一个中性氯原子Cl结合一个电子形成氯离子Cl－所放出的能量（亲和能）为3.8 eV，由此可算出，在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中,外界供给的总能量等于________eV。 3.(9185)（2003年高考物理江苏卷－9，4分）原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n＝4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化示为 ，式中n＝1，2，3……表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是 A、   B、   C、   D、 4.(9186)（2006 年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）物理－4，3分）氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV－3.11eV。下列说法错误的是 A．处于n = 3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 B．大量氢原子从高能级向 n = 3 能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应 C．大量处于n = 4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光 D．大量处于n = 4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光 1. （2004年高考物理江苏卷－10,4分） AC 【命题意图】考查原子能级量子化结构模型，深层次理解X射线产生机制，原子从高能级激发态向低能级激发态跃迁时放出光子，光子总数满足排列组合规律，要求考生会画原子的能级图加以求解，电子可以从M层跃迁到L层和K层，也可以从L层跃迁到K层。该题所述的通过“内转换”的方式辐射出原子特征X射线这一全新的物理情景不是课本所学，但考生如果能在弄懂题意的基础上，正确的建立物理模型，将所学的能量守恒定律和玻尔原子结构理论迁移过来，解答也就不太困难了。 【解答】由题设可知， 的原子核从某一激发态回到基态时，将 的能量交给某一内层电子使其电离，实验测得从 原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为 ， ， ，则由能量守恒定律得 原子的K、L、M层电子所具有的能量分别为 ， ， ，当K层电子被电离产生的空位时，L、M层的电子都有可能跃迁到该空位上，而多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，可能发射的原子特征X射线的能量为 和 ；当L层的电子被电离产生的空位时，M层的电子有可能跃迁到该空位上，而多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，可能发射的原子特征X射线的能量为 。故A、C项都正确。 2.(9184) (9183)（2000年普通高等学校招生全国统一考试物理－13,5分） 4.8 【点拨解疑】 一个NaCI分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子CI的过程，可以分为两个阶段： ①NaCI分子克服相互间的静电引力，形成相距无限远程而独立的钠离子Na+和氯离子Cl－ 。根据“一个NaCI分子的电势能为－6.1eV”可知，此过程可吸收6.1eV的能量。 ②钠离子Na+吸收一个电子变成中性钠原子Na，与Na电离成Na+的过程相反，故放出能量5.1eV；Cl 释放一个电子变成中性氯原子Cl，与Cl形成Cl－的过程相反，故吸收3.8eV的能量。 综上所述，在整个过程中，共吸收能量（6.1+3.8）eV＝9.9eV，放出能量5.1eV，所以外界供给的总能量为9.9eV－5.1eV＝4.8eV。 【点评】将一个NaCI分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl可能并不存在上述的两个阶段，但根据能量守恒的原理，在计算能量时，完全可以设想一个便于计算的变化过程。对该题，能否清晰地设想一个转化的过程就是顺利解答的关键。 3.(9185)（2003年高考物理江苏卷－9，4分） C 提示： 4.(9186) （2006 年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）物理－4，3分） D 【分析】本题主要考查原子物理的基础知识，玻尔的氢原子模型，它有三个要点： ①能量的定态假设； ②能量量子化 ，轨道量子化rn＝n2r1假设； ③电子能级跃迁假设hν＝Em－En。 本小题突出考查第三点能级跃迁问题。 从题可知可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV。A选项，处于n＝3能级的氢原子，发生电离，所需的能量E＝0－（－1.51）＝1.51eV，任意频率的紫外线的光子所具有的能量都大于处于n＝3能级的氢原子发生电离所需的能量，所以本题A选项说法正确；B选项，大量氢原子从高能级向n＝3能跃迁时，发出的光具有显著的热效应。高能级氢原子向n＝3能级跃迁时发出的光是红外线，我们都知道红外线具有显著的热效应，B选项说法也正确。C选项，大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光.。 D选项，大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光。根据玻尔能级跃迁的知识，可得处于n能级的原子向低能级跃迁时，可能发出光的频率种类数为 ，所以从n＝4能级的原子向低能级跃迁时可能发出 种不同频率的光，因为可见光的能量范围约为1.62eV~3.11eV，则由跃迁公式hν＝Em－En，可知跃迁时可能发出的可见光只有2种不同频率（即巴尔末谱线系中的Hα（3→2）、Hβ（4→2）谱线），因此本题的是D选项。 ★知识点反思记忆： （1）玻尔理论成果：成功解释氢光谱 （2）了解氢原子的巴尔末谱线系