《氢原子光谱的实验规律》氢原子光谱的实验规律 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《氢原子光谱的实验规律》氢原子光谱的实验规律

1多选题

(多选)关于巴耳末公式$\frac {1}{λ}$=R($\frac {1}{2}$-$\frac {1}{n}$)的理解，下列说法错误的是（　　）

A

所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出

B

公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱

C

公式中n只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱

D
公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析

题目答案

ABD

答案解析

分析：

此公式是巴耳末在可见光的14条谱线分析时发现的，式中的n只能取整数，不能连线取值，且从3，4，…开始取，只能适用于氢光谱，及红外与紫外区．

解答：

解：A、D、公式只能适用于氢原子光谱中n≥3的能级向n=2的能级跃迁时发出的光谱，对于氢光谱在红外与紫外区的其他谱线不一定适用，如向n=1跃迁时的光谱．故AD错误；

B、C、此公式中n不可以取任意值，只能取整数，且从3，4，…开始取，氢原子光谱是不连续的，是线状谱．故C正确，B错误；

本题选择错误的，故选：ABD．

点评：

考查巴耳末公式的发现、适用范围，及注意因n的取值，出现不连续值，同时理解此公式的局限性．

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2单选题

氢原子光谱中巴耳末系中最短波长是（　　）

A
$\frac {4}{R}$
B
$\frac {4}{3}$R
C
R
D
$\frac {R}{2}$

题目答案

A

答案解析

分析：

根据巴尔末公式得出波长的表达式，结合表达式求出波长的最小值．

解答：

解：根据巴耳末公式有$\frac {1}{λ}$=R($\frac {1}{2}$-$\frac {1}{n}$)，解得λ=$\frac {1}{R($\frac {1}{2}$-$\frac {1}{n}$)}$，当n=∞时，最短波长为$\frac {1}{$\frac {1}{4}$R}$=$\frac {4}{R}$，故A正确，B、C、D错误．

故选：A．

点评：

解决本题的关键掌握巴尔末公式，通过巴尔末公式得出波长的表达式是关键，基础题．

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3单选题

在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出不同频率的谱线的条数为（　　）

A
3
B
4
C
5
D
6

题目答案

D

答案解析

分析：

根据题干条件得出氢原子处于哪一个能级，再根据数学组合公式_n得出这群氢原子自发跃迁时最多可发出不同频率的谱线的条数．

解答：

解：一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，可知分别从n=4跃迁到n=2和n=3跃迁到n=2，则氢原子处于第4能级，

根据$_4$=6知，这群氢原子自发跃迁时最多可发出不同频率的谱线的条数为6条．

故选：D．

点评：

本题属于信息题，解决本题的关键根据电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系，得出氢原子处于哪一能级，难度不大．

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4单选题

在氢原子光谱中，可见光区域中有14条，其中有4条属于巴耳末系，其颜色为一条红色，一条蓝色，两条紫色．它们分别是从n=3、4、5、6能级向n=2能级跃迁时产生的，则(　　)

A
红色光谱线是氢原子从n=6能级到n=2能级跃迁时产生的
B
两条紫色光谱线是氢原子从n=6和n=5能级向n=2能级跃迁时产生的
C
若从n=6能级跃迁到n=1能级将产生红外线
D
若从n=6能级跃迁到n=2能级所辐射的光子不能使某金属产生光电效应，则从n=6能级向n=3能级跃迁时辐射的光子将可能使该金属产生光电效应

题目答案

B

答案解析

分析：

能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，根据光子频率的大小确定各种谱线是哪两个能级之间跃迁产生的．根据光电效应的条件判断金属是否发生光电效应．

解答：

解：A、从 n=3、4、5、6 能级向 n=2 能级跃迁，从n=6向n=2能级跃迁，辐射的光子能量最大，频率最大，而红光的频率最小．故A错误；

B、在四条谱线中，紫光的频大于蓝光的频率，蓝光的频率大于红光，

所以两条紫色光谱线是氢原子从n=6和n=5能级向n=2能级跃迁时产生的，故B正确；

C、因为n=6向n=1能级跃迁产生的光子频率大于n=6向n=2能级跃迁产生的紫光的光子频率，所以从 n=6 能级向 n=1 能级跃迁时，则能够产生紫外线．故C错误；

D、因为n=6向n=2能级跃迁产生的光子频率大于n=6向n=3能级跃迁产生的光子频率，所以原子从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则原子从 n=6 能级向 n=3能级跃迁时不能使该金属发生光电效应．故D错误；

故选：B．

点评：

解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，以及知道光电效应的条件，并能灵活运用．

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5单选题

氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E$_1$，其次为E$_2$，则$\frac {E$_1$}{E$_2$}$为（　　）

A
$\frac {20}{27}$
B
$\frac {27}{20}$
C
$\frac {2}{3}$
D
$\frac {3}{2}$

题目答案

A

答案解析

分析：

在可见光区的氢原子光谱的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长满足公式：$\frac {1}{λ}$=R($\frac {1}{2}$-$\frac {1}{n}$)(n=3，4，5，…)，再根据E=h$\frac {c}{λ}$，即可求解．

解答：

解：在可见光区的氢原子光谱的四条谱线做了分析，

发现这些谱线的波长满足公式：$\frac {1}{λ}$=R($\frac {1}{2}$-$\frac {1}{n}$)(n=3，4，5，…)，

当n=3时，波长最大，$\frac {1}{λ$_1$}$=R($\frac {1}{2}$-$\frac {1}{3}$)

根据E$_1$=h$\frac {c}{λ$_1$}$，则有：E$_1$=$\frac {5}{36}$hcR；

同理，当n=4时，则有：E$_2$=$\frac {3}{16}$hcR；

因此$\frac {E$_1$}{E$_2$}$=$\frac {$\frac {5}{36}$}{$\frac {3}{16}$}$=$\frac {20}{27}$，故A正确，BCD错误；

故选：A．

点评：

氢原子跃迁时．有高能级向低能级跃迁辐射出光子，利用巴尔末公式可以直接计算从各个能级向基态跃迁时释放的光子所对应的波长，并掌握E=h$\frac {c}{λ}$的应用．

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6单选题

对于巴耳末公式$\frac {1}{λ}$=R($\frac {1}{2}$-$\frac {1}{n}$)的理解，下列说法正确的是（　　）

A
此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的
B
此公式中n可以取任意值，所以氢原子光谱是连续的
C
此公式中n只能取整数，故氢原子光谱是线状谱
D
此公式不但适用于氢原子光谱，还适用于其他原子光谱

题目答案

C

答案解析

分析：

此公式是巴耳末在可见光的14条谱线分析时发现的，式中的n只能取整数，不能连线取值，且从3，4，…开始取，只能适用于氢光谱，及红外与紫外区．

解答：

A、此公式是巴耳末在研究可见光的14条谱线分析时发现的，不是研究氢光谱特征时发现的，故A错误；

B、此公式中n不可以取任意值，只能取整数，且从3，4，…开始取，氢原子光谱是不连续的，故B错误；

C、公式中n只能取整数，故氢原子光谱是线状谱，故C正确；

D、公式只能适用于氢原子光谱，及氢光谱在红外与紫外区的其他谱线，故D错误；

故选：C．

点评：

考查巴耳末公式的发现、适用范围，及注意因n的取值，出现不连续值，同时理解此公式的局限性．

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