氢原子处于基态时,原子能量E1=-13.6eV,已知电子电量e=1.6×10-19C,电子质量m=0.91×10-30k
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解题思路:(1)要使处于n=2的氢原子电离,照射光光子的能量应能使电子从基态跃迁到无限远处,最小频率的电磁波的光子能量应为:hγ=0-[1/4]E1

(2)氢原子处于n=2的激发态时,氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动,库仑力提供向心力,列方程求解速度v,应用电流定义求解.

(3)先求出使钠发生光电效应的光子的能量最小值,再计算出在能级跃迁时放出的能量,比较判断即可.

(1)要使处于n=2的氢原子电离,照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处,

最小频率的电磁波的光子能量应为:hγ=0-[1/4]E1

得 ν=8.21×1014Hz

(2)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动,库伦力作向心力,有

[kQq

r22=

mv2

r22①

其中r2=4r1

根据电流强度的定义I=

e/T]②

由①②得I=

e2

16πr1

K

mr1③

将数据代入③得I=1.3×10-4A

(3)由于钠的极限频率为6.00×1014Hz,则使钠发生光电效应的光子的能量至少为

E0=hν=2.486 eV

一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光子,

要使钠发生光电效应,应使跃迁时两能级的差△E≥E0

所以在六条光谱线中有E41、E31、E21、E42四条谱线可使钠发生光电效应.

答:(1)若要使处于n=2的氢原子电离,至少要用8.21×1014Hz的电磁波照射氢原子.

(2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流,则氢原子处于n=2的激发态时,核外电子运动的等效电流是1.3×10-4A

(3)在六条光谱线中有E41、E31、E21、E42四条谱线可使钠发生光电效应.

点评:

本题考点: 氢原子的能级公式和跃迁;光电效应.

考点点评: 本题考查非常全面,既考查了原子电离时吸收的能量,又考查了匀速圆周运动以及电流的定义式,还考查了发生光电效应的条件,需要调动整个高中的知识来处理,仔细体会.