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氢原子核外只有一个电子,这个电子在某一个时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某一段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,有多种可能跃迁过程,但实际跃迁的过程只有一种,如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现。近年来的高考和平时训练中,经常出现运用玻尔理论及跃迁条件结合数学知识求解氢原子跃迁发出光子种数和个数问题,学生处理这类问题常感到易混易错。本文就此类问题作一归纳和解析,以供教学参考。
一、处于某一激发态的单个氢原子在跃迁方式不确定的情况下,释放最多光子种数的问题
例1.一个处于量子数n=4的激发态的氢原子,它在向低能级态跃迁时,最多可能发出几种频率的光子?
解析:对于一个氢原子,它发出的谱线不遵循组合规律,它只能是多种可能的跃迁过程中的一种。对于该题n=4,原子的跃迁只可能是以下四种跃迁过程中的一种,即n=4→3→2→1,或n=4→1,或n=4→2→1,或n=4→3→1,故发出的谱线最多的跃迁过程是n=4→3→2→1,即最多的光子种数只有3种。
一、处于某一激发态的单个氢原子在跃迁方式不确定的情况下,释放最多光子种数的问题
例1.一个处于量子数n=4的激发态的氢原子,它在向低能级态跃迁时,最多可能发出几种频率的光子?
解析:对于一个氢原子,它发出的谱线不遵循组合规律,它只能是多种可能的跃迁过程中的一种。对于该题n=4,原子的跃迁只可能是以下四种跃迁过程中的一种,即n=4→3→2→1,或n=4→1,或n=4→2→1,或n=4→3→1,故发出的谱线最多的跃迁过程是n=4→3→2→1,即最多的光子种数只有3种。