原子能级跃迁问题例析

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  通过对原子物理知识的学习,大家都知道具有一定能量的光子、电子可以使处于基态的原子发生跃迁.那么处于基态的原子受光子照射或电子轰击,会发生怎样的跃迁?光子、电子使原子能级跃迁的条件有何不同?电离的发生必须满足何种条件?对于这些问题同学们务必要弄清楚.
  一、激发态的氢原子向低能级跃迁规律
  1. 处于激发态的氢原子,能从高能级自发地向低能级跃迁,可发射出不同频率的光子,其发射光子频率的种类可用公式C2n=n(n-1)2计算.
  图12. 高能级自发向低能级跃迁发射,由高到低不同频率光子顺序(以n = 4为例)hv1=E4-E1,hv2=E3-E1,hv3=E2-E1,hv4=E4-E2,hv5=E3-E2,hv6=E4-E3.
  观察者听到这个乐音的音调比原来降低,即接收到的声波频率降低.说明观察者和火车之间的距离在变大.所以A、C均不正确,B、D正确.
  答案:BD.
  点拨多普勒效应是波特有的现象,要熟知多普勒效应产生的原因和特点,注意接收的频率在变化,而发出频率不变.
  例5公路巡警开车在高速公路上以100 Km/h的恒定车速巡查,巡警车向前方同一车道行驶的一辆轿车发出如图4中实线所示的超声波,如果该超声波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的超声波如图中虚线所示.由此可知,那辆轿车的车速是( ).
  图4
  A.大于100 Km/h
  B.小于100 Km/h
  C.等于100 Km/h
  D.大于150 Km/h
  解析根据多普勒效应,相对源(一般是声音发出点)靠近的时候,测量的频率会比实际大,相反会变小.
  巡警车接收到的频率低了,即观察者接收到的频率低了,说明轿车和巡警车在相互远离,而巡警车速度恒定,因此可以判定轿车的速度比巡警车速度大,故A选项正确.
  答案:A.
  点拨解决该题关键是要掌握多普勒效应的应用.
  4.惠更斯原理
  例6历史上,为了说明光的性质,牛顿提出了光的微粒说,惠更斯提出了光的波动说,如今人们对光的性质有了更进一步的认识.下面四幅示意图中所表示的实验中能说明光的性质的是( ).
  解析该题中的四个实验分别是α粒子散射实验、双孔干涉实验、光电效应的实验和三种射线在磁场中偏转实验,依次进行说明即可.
  A.该实验是α粒子散射实验,依据此实验卢瑟福提出了原子核式结构学说,与光的性质无关.故A错误.
  B.干涉是波的特有性质,因此双孔干涉实验说明光具有波动性.故B正确.
  C.此实验是光电效应的实验,说明光具有粒子性.故C正确.
  D.三种射线在磁场偏转的实验,能判定射线的电性,不能说明光的性质.故D错误.
  答案:BC
  点拨该题涉及到α粒子散射实验、双孔干涉实验、光电效应的实验和三种射线在磁场中偏转实验,知识点虽然比较多,都属于记忆性知识,属于简单题.
  (收稿日期:2014-09-15)
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