原子跃迁时需注意的四个问题
论文跃迁中的四个易错点

跃迁问题中的几个易错点张新明高考物理对选修3-5的考查,有关原子和原子核的试题几乎每年都有,尤其是跃迁的问题。
题型主要是选择题,难度也一般不是很大,但是由于一些考生审题不仔细在此失分,从而留下遗憾。
在跃迁问题中主要有以下几个易错点。
1、“直接跃迁”与“间接跃迁”不同“直接跃迁”即采取直接的路径由一个能级跃迁到另一个能级,只对应一个能级差,仅发射一种频率的光子。
“间接跃迁”即采取一个能级、一个能级的间接跃迁的路径,对应多个能级差。
例1:按照玻尔理论,一个氢原子中的电子从半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到半径为r b的圆轨道上r a>r b,在此过程中()A.原子要发射一系列频率的光子B.原子要吸收一系列频率的光子C.原子要发射某一频率的光子D.原子要吸收某一频率的光子解析:从高能级向低能级跃迁要发射光子,由一能级直接跃迁到另一能级,只能对应一个能级差,所以只能发射某一频率的光子,C答案正确。
易把“直接跃迁”当“间接跃迁”处理,错选A答案。
2、“一群原子”与“一个原子”不同一个氢原子核外只有一个电子,一次跃迁中只能发射或吸收一个光子,所以仅发射或吸收某一特定频率的光谱,则一个处于量子数为n的激发态的氢原子,若间接跃迁,最多可以发射的光谱条数为N=n-1条;而一群处于量子数为n的激发态的氢原子,因向各个低能级跃迁的可能性均存在,故可发射C n2条光谱。
例2:一个处于n=4的激发态的氢原子,向低能级跃迁时,可能发射的谱线为:( )A.3条B.4条C.5条D.6条解析:一个氢原子核外电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上,由一轨道向另一轨道跃迁的途径只能有一种,由n=4的激发态跃迁到基态时能发射3条谱线,A 答案正确。
易把“一个”当“一群”处理而选D 答案。
3、“跃迁”与“电离”不同“跃迁”时发射或吸收光子的能量恰好等于两个定态的能级差;“电离”时所需能量即为电子由第n轨道到n=∞所需要的能量, (E 1为基态能量)。
理清原子能级跃迁的几个问题

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谈 谈 用 电 流 表 与 电压 表 测 电 阻 的 方 法
蒋 敏
北 碚 西 师 附 中 , 庆 市 北 碚 区 4 0 0 重 070
在 高 考 实 验 中经 常 出 现 测 量 电 阻 的 题 目。
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理 清 原 子 能 级 跃 迁 的 几 个 问题
陈超 众
南 乐 第 一 中学 校 , 南 省 南 乐 县 4 7 0 河 540
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浅析原子跃迁中的五个问题

浅析原子跃迁中的五个问题作者:李炳生来源:《中学教学参考·理科版》2011年第05期原子跃迁是高考中一个常考的知识点,很多学生对原子能级的跃迁认识不清,把所有情况一概根而论,结果发生错误,下面就原子跃迁中的问题进行简单分析。
一、实现原子能级跃迁的条件1.光子作用使原子发生“跃迁”,根据量子的观点,光子的能量是一份一份的,每一份光子的能量是不可“分裂”的,当原子处在电磁场中时,原子和辐射场发生相互作用,只有当光子的能量-即等于两个能效的能量差时,原子才能吸收光子的全部能量而发生跃迁,光子的能量大于或小于这个能量差,都不能发生跃迁。
【例1】用能量为12.3eυ的光子去照射一群处于基态的原子,下列氢原子的说法中正确的是()。
A.原子能跃迁到n=2的轨道上B.原子能跃迁到n=3的轨道上C.原子能跃迁到n=4的轨道上D.原子不能跃迁解析:通过计算可知-;-12.09eυ;-。
所以,所有的能级差都不等于12.3eυ,故选D。
2.实物粒子使原子发生能级跃迁的条件实物粒子和原子碰撞的情况,由于实物粒子的功能可全部或部分地被原子吸收,所以只要粒子的动能大于或等于原子某两“定态”能量之差,也可使原子受激发而向较高能级跃迁。
二、注意一群原子和一个原子原子的数量会影响辐射光子的频率种类,如果是一群原子则从高能级向基态跃迁的过程中,辐射光子频率的种类种,如果是一个原子,则N=(n-1)种。
【例2】有一群处于量子数n=4激发态中的氢原子,向低能级跃迁时,可发射的频率条数为()。
A.3条B.4条C.5条D.6条解析:因为这是一群氢原子,故频率种类,选D。
三、注意跃迁的方式:间接跃迁和直接跃迁原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃迁,两种情况下发出(或吸收)一种频率的光子;若是间接跃迁还要看原子的数量。
【例3】一个氢原子中的电子从一半径为的轨道自发地直接跃迁到另一半径为的轨道,>,则在此过程中()。
原子结构知识:原子能级上的跃迁

原子结构知识:原子能级上的跃迁原子结构是物质世界的基础,了解原子结构的知识对于理解物质的性质和相互作用至关重要。
在原子结构中,原子能级上的跃迁是一种重要的现象,它可以产生一系列的光谱现象,对于研究物质的性质和相互作用具有重要的意义。
本文将围绕原子能级上的跃迁展开讨论,探讨其在物质科学中的重要性以及相关的理论和实验研究。
1.原子结构基础知识要了解原子能级上的跃迁,首先需要了解原子的基本结构。
在经典物理学的框架下,原子结构可以通过布尔模型来描述,即原子核由质子和中子组成,质子带正电荷,中子是中性的;围绕原子核运动的电子带负电荷,处在不同的能级轨道上。
在量子力学的描述下,原子结构可以用量子力学模型来描述,即原子中的电子存在于一系列离散的能级上,每个能级上存在一定数量的电子,且电子的运动状态由波函数来描述。
2.原子能级与能量在量子力学的描述下,原子中的电子存在于一系列离散的能级上,每个能级对应着一定的能量。
原子中的电子可以在不同的能级之间进行跃迁,从低能级跃迁到高能级会吸收能量,从高能级跃迁到低能级会释放能量。
这种能级之间的跃迁,导致了光谱线的产生,光谱线的位置和强度可以用来研究原子结构和原子间的相互作用。
3.能级跃迁的类型根据跃迁的性质和原子结构的特点,能级跃迁可以分为不同的类型。
例如,电子从一个能级跃迁到另一个能级可分为激发态跃迁和基态跃迁;跃迁的方式有辐射跃迁和非辐射跃迁;跃迁的性质有允许跃迁和禁止跃迁等。
每一种类型的跃迁都有其特定的规律和特征,对于不同类型的跃迁,我们可以通过不同的实验手段来观测和研究。
4.能级跃迁的物理过程在能级跃迁的过程中,电子的运动状态发生了变化,会伴随着能量的吸收或释放。
在跃迁的初态和末态之间,电子的波函数发生变化,伴随着辐射的吸收或释放。
这种物理过程不仅在光谱现象中有所体现,在原子的激光和荧光等现象中也有着重要的应用。
通过对能级跃迁的物理过程的研究,我们可以深入理解原子结构与物质性质之间的关系。
原子跃迁几个问题剖析2

关于原子跃迁几个问题的剖析原子的能级跃迁及其光子的发射和吸收在近几年高考中经常考查,本文就原子跃迁时应注意几个问题作一一阐述例析,希望能帮助到同学们的学习。
一、跃迁与电离的区别根据玻尔理论,原子从低能级向高能级跃迁时,吸收一定能量的光子.只有当光子的能量hv满足hv= En- Em时,才能被某一个原子吸收而从底能级Em跃迁到高能级En;而当光子的能量hv大于或小于En- Em时都不能被原子吸收而跃迁。
当原子从高能级向低能级跃迁时,减小的能量以光子的向外辐射,所辐射光子的能量恰好等于发生跃迁的两能级间的能量差,即hv= En- Em。
欲想把处于某一定态的原子的电子电离出去,就需要给原子一定的能量.如使氢原子从n=l的基态上升到n=∞的状态,这个能量的大小至少为13.6ev,即处于基态的氢原子的电离能E=13.6ev。
当入射光的能量大于13.6ev时,光子一定被原子吸收而电离。
例1一个氢原子处于基态,用光子能量为15 ev的电磁波去照射该原子,问能否使氢原子电离?若能使之电离,则电子被电离后所具有的动能是多大?解析处于基态的氢原子的电离能E=13.6ev, 15 ev>13.6ev,氢原子能被电离;电离后电子具有动能为1.4eV。
二、一群氢原子和一个氢原子跃迁出现的情况氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上.氢原子的半径公式r n=n2r1(n=1,2,3…),其中r1为基态半径,r1=0.53×10-10m. 氢原子的能级公式En=E1/n2(n=1,2,3…), 其中E1基态能量,E1=13.6ev。
电子在r1的轨道上运动时,原子的能量为E1,如此往下类推。
当电子从某一轨道跃迁到另一个轨道时,原子的能量发生变化,即原子发生跃迁。
如当一个氢原子从n=3的状态跃迁到发n=1的状态时,可能发生从n=3→l的跃迁,也可能发生从n=3→2→1的跃迁,但只能处于其中的一种,故发出谱线最多的是从n=3→2→1的跃迁,即可能的光谱线数最多为n-1。
原子能级跃迁

原子能级跃迁问题的探讨常杰摘要本文章主要通过文献分析的方法,对原子能级跃迁问题知识进行了分析与讨论,分别从物理概念、物理定律和物理计算等方面对原子能级跃迁问题进行了讨论分析,从而更好的促进相关教学。
关键词大学物理中学物理原子能级能级跃迁原子能级跃迁氢原子能级一、引言1、问题的提出原子能级跃迁是物理学的重要内容。
无论是在中学物理学习中还是在大学物理学习中原子能级跃迁都有着重要的地位。
原子能级跃迁是物理知识的重要组成部分,无论是必修还选修教材中都是教学中的重点。
而且对学生知识考核中原子能级跃迁也是必考内容,在物理考试中有着重要的地位。
同样原子能级跃迁还是大学物理的必修内容,是大学生必备的物理知识之一,也是大学生进一步深造重要阶梯。
总结出大学物理中原子能级跃迁对中学物理原子能级跃迁的提高,不仅有利于大学生对大学物理原子能级跃迁知识有一个整体把握,而且更有利于教师对中学物理原子能级跃迁教学有更好的把握,更好的指导物理教学,对中学物理原子能级跃迁部分教学的提高有深刻的指导意义。
2、研究现状及分析关于原子能级跃迁问题已有过相关研究,但是,主要注重如何完成知识的衔接,让学生能够完成知识上的过渡,进入下一阶段的学习过程,没有系统总结分析其中物理内容上的拓展与提高,因此有必要对其进行分析,完成对原子能级知识上的全面的总结。
二、光子使原子能级跃迁的条件玻尔的原子模型是以三条基本假设为墓础,其中频率假设认为,原子从一个定态 (设能量数值为E n1)跃迁到另一定态 (设能量数值为E n2)时,它辐射或吸收一定频率的光子,辐射或吸收光子的能量数值不是任意的,而是由这两个定态的能级之差决定.即光子的频率v满足hv=E n1-E n2值得指出:光子是一份一份的,光子的能量hv也是一份一份的.每一份光子能量都是不“分割”的,原子所吸收的光子频率只有满足hv=E n1-E n2时,才能使原子吸收光子从基态或较低能级的激发态跃迁到较高能级的激发态,这就是说,要用光子使原子受激发而发生跃迁,就必须使光子具有的能量hv等于发生跃迁的两个能级的能量差值;光子的能最大于或小于这个能量差值均不能使原子跃迁.三、电子是原子能级跃迁的条件夫克兰一赫兹实验结果指出:当电子速度增大到一定数值时,与原子的碰撞是非弹性的.电子把一部分能量传递给原子,使原子发生能级跃迁.当然,原子从电子所具有的能量中获取能量不是任意的,所能获取的能量值就等于发生跃迁的原子两个能级的能盆之差值.从力学角度分析,粒子间(如电子与原子、原子与原子等)的碰撞是要满足力学上的能量守恒和动量守恒原理的.因此二粒子间的碰撞一般不能把它们的全部动能转变为内部能量的,碰后仍会保留一部分动能以满足动盘守恒关系.但当电子与静止的原子碰撞时,由于电子质量很小,有可能差不多使电子的全部动能转变为原子的内能.所以从动能的利用来考虑,用电子碰撞来激发原子比用原子或分子来碰撞更有利.需要指出:电子与光子不同,光子的能量是一份一份的,而电子的能量不是一份一份的.只要人射电子的能量大于或等于原子两个能级的能量之差值(即E=E n1-E n2)均可使原子发生能级跃迁。
原子结构知识原子能级跃迁的角动量选择定则

原子结构知识原子能级跃迁的角动量选择定则原子能级跃迁的角动量选择定则是量子力学中描述原子中电子从一个能级跃迁到另一个能级时,其角动量的限制条件。
这个选择定则是由斯腾格尔定则和禁戒规则共同决定的。
首先,让我们来了解一下斯腾格尔定则(Stemler rule)。
斯腾格尔定则是根据经典物理学中的角动量守恒定律得出的。
它表明电子跃迁前后的总角动量守恒,即电子跃迁前后的总角动量矢量的大小和方向不变。
根据斯腾格尔定则,如果电子在一些能级跃迁时,它的总角动量发生变化,那么该能级的两个子能级的总角动量矢量之和应该等于电子跃迁前的总角动量矢量。
接下来,让我们来了解一下禁戒规则。
禁戒规则是指一些特定的跃迁过程在光谱中表现为禁止的现象。
其中最著名的禁戒规则是电偶极辐射选择定则。
这个选择定则是指电子跃迁时,只有在电偶极矩变化的过程中,能级之间的跃迁才可能发生。
根据电偶极辐射选择定则,电子从一个能级跃迁到另一个能级时,二者之间的跃迁必须满足△l=±1,△m=0,±1、其中,l是轨道角动量量子数,m是角动量的磁量子数。
综合斯腾格尔定则和禁戒规则,我们可以得出原子能级跃迁的角动量选择定则。
根据角动量守恒定律,电子跃迁前后的总角动量矢量之和应该守恒。
根据禁戒规则,这个总角动量矢量之和应该满足△l=±1,△m=0,±1、这意味着电子跃迁必须满足这些限制条件。
举个例子来说明角动量选择定则。
考虑一种跃迁过程,电子从一个s 轨道上的n=1能级跃迁到p轨道上的n=2能级。
根据斯腾格尔定则,总角动量矢量的大小和方向在跃迁前后是守恒的。
在这个过程中,n=1能级只有一个s轨道,它的轨道角动量量子数l=0,磁量子数m=0。
而n=2能级有三个p轨道,其轨道角动量量子数l=1,磁量子数m可以取-1,0,1三个值。
根据禁戒规则,△l=±1,△m=0,±1、因此,电子跃迁时,只有可能从n=1的s轨道跃迁到n=2的三个p轨道中的一个,且总角动量守恒。
原子结构知识:原子结构中的跃迁选择定则

原子结构知识:原子结构中的跃迁选择定则原子结构是物质存在的最基本单位,其内部结构的研究一直是物理学、化学等学科领域中的重要研究内容。
不同的原子结构之间存在着能量差异,原子内部能级跃迁是物质中能量转移的基本过程之一。
跃迁选择定则是描述原子内部能级跃迁的规律性以及其对物质的光谱、激光等应用具有指导作用的基本规则。
本文将从跃迁选择定则的背景、基本概念、提出者和应用等方面进行详细介绍。
一、背景原子内部能级跃迁是物质中分子、原子、离子等基本粒子之间实现能量传递的基本方式之一。
人们对原子中的能级跃迁有很早的认识,在19世纪中叶,光谱学成为了物理学和化学研究领域中的热门课题,研究人员通过对光谱的观察和分析,得出了有关原子的很多性质和规律。
在20世纪初期,玻尔、赫兹和朗道等人的工作奠定了原子结构研究的基础,他们的研究成果揭示了原子内部的电子分布情况和能级结构。
但是,对于原子内部能级跃迁的机制和规律性还知之甚少。
直到20世纪中叶,海森堡、泡利、范德华尔和斯特克等人的研究,才从不同的角度阐述了原子内部能级跃迁中的选择规律,提出了跃迁选择定则。
二、概念跃迁选择定则是描述原子内部能级跃迁所遵循的规律和选择性的定律,是研究原子光谱和激光等物理现象的基础理论规律。
通俗地说,跃迁选择定则是描述电子在一个能级跃迁到另一个能级时所需要遵循的规则。
跃迁选择定则涉及到原子内部随机电子分布的量子力学概念,体现在光谱和激光的发射和吸收中。
跃迁选择定则根据电子在能级之间跃迁时改变的角动量、自旋、电偶极矩、偶极矩等量的多少作为判断标准。
在选择定则中,根据电子跃迁时角动量守恒、自旋守恒、电偶极矩守恒、偶极矩守恒原则,来判断电子跃迁是否会发生、跃迁后的光谱线强度大小和波长位置等变化。
三、提出者跃迁选择定则是由德国物理学家海森堡等人在1925年提出的。
由于该理论的提出者中海森堡是一个独立思考者,不惯常规思维,所以在当时这个定则被认为是非常奇特的。
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原子跃迁时需注意的四个问题
湖北枣阳二中王胜441200
一注意一群原子和一个原子
氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上。
在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时可能的情况只有一种。
但是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。
例1有一群处于量子数n=4的激发态的氢原子,在它们辐射光子的过程中,发出的光谱线共有几条?答案:6条。
例2 有一个处于量子数n=4的激发态的氢原子,在它向低能级跃迁时,最多可能发出几种频率的光子?答案:3种。
二注意跃迁与电离
根据玻尔理论,当原子从低能态跃迁到高能态时,必须吸收能量才能实现。
相反,当原子从高能态跃迁到低能态时,必须以光子的形式辐射能量才能实现。
不论吸收还是辐射能量,必须等于两能级差。
若想把处于某一定态原子的电子电离出去,就需要给原子一定的能量。
比如使处于n=1能级的氢原子电离,必须吸收至少13.6ev的能量。
例3 用电磁波照射氢原子,使它从E
1的基态跃迁到E
2
的激发态,该电磁波的频率为
多少?答案:ν=(E
2-E
1
)/h
例4 一个氢原子处于基态,用光子能量为15ev的电磁波去照射该原子,问能否使氢原子电离?若能使之电离,则电子被电离后的动能是多大?
答案:氢原子能被电离;
电离后电子具有的动能为1.4ev (15ev-13.6ev=1.4ev)。
三注意间接跃迁与直接跃迁
原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃迁。
两种情况下辐射或吸收光子的频率可能不同。
例5一个氢原子中的电子从一半径为r
1的轨道直接跃迁到另一半径为r
2
的轨道,已知
r 1>r
2
,则在此过程中
A 原子要发出一系列频率的光子B原子要吸收一系列频率的光子C原子要吸收某一频率的光子D原子要辐射某一频率的光子
答案:D
四注意入射光子和入射电子
若是在光子的激发下,引起的原子跃迁,则必须要求光子的能量等于原子的两个能级差。
若是在电子的碰撞下引起原子的跃迁,则要求电子的能量必须大于或等于原子的两个能级差,这两种情况不同。
例6用12.6ev的光子去轰击处于基态的氢原子样品时,能否引起氢原子的跃迁?
答案:该光子不能引起氢原子的跃迁。
例7用12.6ev的电子去轰击处于基态的氢原子样品时,能否引起氢原子的跃迁?若能跃迁,则可以使氢原子跃迁到哪些能级上?
答案:可以;n=2,n=3。