原子能級躍遷問題例析

華興恒

通過對原子物理知識的學習，大家都知道具有一定能量的光子、電子可以使處于基態的原子發生躍遷.那么處于基態的原子受光子照射或電子轟擊，會發生怎樣的躍遷？光子、電子使原子能級躍遷的條件有何不同？電離的發生必須滿足何種條件？對于這些問題同學們務必要弄清楚.

一、激發態的氫原子向低能級躍遷規律

1. 處于激發態的氫原子，能從高能級自發地向低能級躍遷，可發射出不同頻率的光子，其發射光子頻率的種類可用公式C2n=n（n-1）2計算.

圖12. 高能級自發向低能級躍遷發射，由高到低不同頻率光子順序（以n = 4為例）hv1=E4-E1，hv2=E3-E1，hv3=E2-E1，hv4=E4-E2，hv5=E3-E2，hv6=E4-E3.

觀察者聽到這個樂音的音調比原來降低，即接收到的聲波頻率降低.說明觀察者和火車之間的距離在變大.所以A、C均不正確，B、D正確.

答案：BD.

點撥多普勒效應是波特有的現象，要熟知多普勒效應產生的原因和特點，注意接收的頻率在變化，而發出頻率不變.

例5公路巡警開車在高速公路上以100 Km/h的恒定車速巡查，巡警車向前方同一車道行駛的一輛轎車發出如圖4中實線所示的超聲波，如果該超聲波被那輛轎車反射回來時，巡警車接收到的超聲波如圖中虛線所示.由此可知，那輛轎車的車速是（ ）.

圖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

解析根據多普勒效應，相對源（一般是聲音發出點）靠近的時候，測量的頻率會比實際大，相反會變小.

巡警車接收到的頻率低了，即觀察者接收到的頻率低了，說明轎車和巡警車在相互遠離，而巡警車速度恒定，因此可以判定轎車的速度比巡警車速度大，故A選項正確.

答案：A.

點撥解決該題關鍵是要掌握多普勒效應的應用.

4.惠更斯原理

例6歷史上，為了說明光的性質，牛頓提出了光的微粒說，惠更斯提出了光的波動說，如今人們對光的性質有了更進一步的認識.下面四幅示意圖中所表示的實驗中能說明光的性質的是（ ）.

解析該題中的四個實驗分別是α粒子散射實驗、雙孔干涉實驗、光電效應的實驗和三種射線在磁場中偏轉實驗，依次進行說明即可.

A.該實驗是α粒子散射實驗，依據此實驗盧瑟福提出了原子核式結構學說，與光的性質無關.故A錯誤.

B.干涉是波的特有性質，因此雙孔干涉實驗說明光具有波動性.故B正確.

C.此實驗是光電效應的實驗，說明光具有粒子性.故C正確.

D.三種射線在磁場偏轉的實驗，能判定射線的電性，不能說明光的性質.故D錯誤.

答案：BC

點撥該題涉及到α粒子散射實驗、雙孔干涉實驗、光電效應的實驗和三種射線在磁場中偏轉實驗，知識點雖然比較多，都屬于記憶性知識，屬于簡單題.

（收稿日期：2014-09-15）

通過對原子物理知識的學習，大家都知道具有一定能量的光子、電子可以使處于基態的原子發生躍遷.那么處于基態的原子受光子照射或電子轟擊，會發生怎樣的躍遷？光子、電子使原子能級躍遷的條件有何不同？電離的發生必須滿足何種條件？對于這些問題同學們務必要弄清楚.

一、激發態的氫原子向低能級躍遷規律

1. 處于激發態的氫原子，能從高能級自發地向低能級躍遷，可發射出不同頻率的光子，其發射光子頻率的種類可用公式C2n=n（n-1）2計算.

圖12. 高能級自發向低能級躍遷發射，由高到低不同頻率光子順序（以n = 4為例）hv1=E4-E1，hv2=E3-E1，hv3=E2-E1，hv4=E4-E2，hv5=E3-E2，hv6=E4-E3.

觀察者聽到這個樂音的音調比原來降低，即接收到的聲波頻率降低.說明觀察者和火車之間的距離在變大.所以A、C均不正確，B、D正確.

答案：BD.

點撥多普勒效應是波特有的現象，要熟知多普勒效應產生的原因和特點，注意接收的頻率在變化，而發出頻率不變.

例5公路巡警開車在高速公路上以100 Km/h的恒定車速巡查，巡警車向前方同一車道行駛的一輛轎車發出如圖4中實線所示的超聲波，如果該超聲波被那輛轎車反射回來時，巡警車接收到的超聲波如圖中虛線所示.由此可知，那輛轎車的車速是（ ）.

圖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

解析根據多普勒效應，相對源（一般是聲音發出點）靠近的時候，測量的頻率會比實際大，相反會變小.

巡警車接收到的頻率低了，即觀察者接收到的頻率低了，說明轎車和巡警車在相互遠離，而巡警車速度恒定，因此可以判定轎車的速度比巡警車速度大，故A選項正確.

答案：A.

點撥解決該題關鍵是要掌握多普勒效應的應用.

4.惠更斯原理

例6歷史上，為了說明光的性質，牛頓提出了光的微粒說，惠更斯提出了光的波動說，如今人們對光的性質有了更進一步的認識.下面四幅示意圖中所表示的實驗中能說明光的性質的是（ ）.

解析該題中的四個實驗分別是α粒子散射實驗、雙孔干涉實驗、光電效應的實驗和三種射線在磁場中偏轉實驗，依次進行說明即可.

A.該實驗是α粒子散射實驗，依據此實驗盧瑟福提出了原子核式結構學說，與光的性質無關.故A錯誤.

B.干涉是波的特有性質，因此雙孔干涉實驗說明光具有波動性.故B正確.

C.此實驗是光電效應的實驗，說明光具有粒子性.故C正確.

D.三種射線在磁場偏轉的實驗，能判定射線的電性，不能說明光的性質.故D錯誤.

答案：BC

點撥該題涉及到α粒子散射實驗、雙孔干涉實驗、光電效應的實驗和三種射線在磁場中偏轉實驗，知識點雖然比較多，都屬于記憶性知識，屬于簡單題.

（收稿日期：2014-09-15）

通過對原子物理知識的學習，大家都知道具有一定能量的光子、電子可以使處于基態的原子發生躍遷.那么處于基態的原子受光子照射或電子轟擊，會發生怎樣的躍遷？光子、電子使原子能級躍遷的條件有何不同？電離的發生必須滿足何種條件？對于這些問題同學們務必要弄清楚.

一、激發態的氫原子向低能級躍遷規律

1. 處于激發態的氫原子，能從高能級自發地向低能級躍遷，可發射出不同頻率的光子，其發射光子頻率的種類可用公式C2n=n（n-1）2計算.

圖12. 高能級自發向低能級躍遷發射，由高到低不同頻率光子順序（以n = 4為例）hv1=E4-E1，hv2=E3-E1，hv3=E2-E1，hv4=E4-E2，hv5=E3-E2，hv6=E4-E3.

觀察者聽到這個樂音的音調比原來降低，即接收到的聲波頻率降低.說明觀察者和火車之間的距離在變大.所以A、C均不正確，B、D正確.

答案：BD.

點撥多普勒效應是波特有的現象，要熟知多普勒效應產生的原因和特點，注意接收的頻率在變化，而發出頻率不變.

例5公路巡警開車在高速公路上以100 Km/h的恒定車速巡查，巡警車向前方同一車道行駛的一輛轎車發出如圖4中實線所示的超聲波，如果該超聲波被那輛轎車反射回來時，巡警車接收到的超聲波如圖中虛線所示.由此可知，那輛轎車的車速是（ ）.

圖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

解析根據多普勒效應，相對源（一般是聲音發出點）靠近的時候，測量的頻率會比實際大，相反會變小.

巡警車接收到的頻率低了，即觀察者接收到的頻率低了，說明轎車和巡警車在相互遠離，而巡警車速度恒定，因此可以判定轎車的速度比巡警車速度大，故A選項正確.

答案：A.

點撥解決該題關鍵是要掌握多普勒效應的應用.

4.惠更斯原理

例6歷史上，為了說明光的性質，牛頓提出了光的微粒說，惠更斯提出了光的波動說，如今人們對光的性質有了更進一步的認識.下面四幅示意圖中所表示的實驗中能說明光的性質的是（ ）.

解析該題中的四個實驗分別是α粒子散射實驗、雙孔干涉實驗、光電效應的實驗和三種射線在磁場中偏轉實驗，依次進行說明即可.

A.該實驗是α粒子散射實驗，依據此實驗盧瑟福提出了原子核式結構學說，與光的性質無關.故A錯誤.

B.干涉是波的特有性質，因此雙孔干涉實驗說明光具有波動性.故B正確.

C.此實驗是光電效應的實驗，說明光具有粒子性.故C正確.

D.三種射線在磁場偏轉的實驗，能判定射線的電性，不能說明光的性質.故D錯誤.

答案：BC

點撥該題涉及到α粒子散射實驗、雙孔干涉實驗、光電效應的實驗和三種射線在磁場中偏轉實驗，知識點雖然比較多，都屬于記憶性知識，屬于簡單題.

（收稿日期：2014-09-15）