高二物理原子物理能级及光谱
1．氢原子在某三个相邻能级间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光。
已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1
＞λ2，则另一个波长可能是（ ）
A ．λ1＋λ2
B ．λ1-λ2
C ．2121λλλλ+
D ．2
121λλλλ-
4、在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒
子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是____。
（填选图下方的字母）
5、根据玻尔原子结构理论，氦离子（He +）的能级图如题图所示。
电子处在n=3轨道上比
处在n=5轨道上离氦核的距离_______ （选填“近”或“远”）。
当大量He +
处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有______条。
6．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子
A ．放出光子，能量增加
B ．放出光子，能量减少
C ．吸收光子，能量增加
D ．吸收光子，能量减少
7．如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子
A ．从4n =能级跃迁到3n =能级比从3n =能级跃迁到2n =能级辐射出电磁波的波长长
B ．从5n =能级跃迁到1n =能级比从5n =能级跃迁到4n =能级辐射出电磁波的速度大
C ．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
D ．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量
8、 氢原子第n 能级的能量为E n =E 1n 2，其中E 1为基态能量。
当氢原子由第4能级跃迁到第2
能级时，发出光子的频率为ν1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，
则ν1ν2
=__1:4______。
9、如图所示是某原子的能级图，a 、b 、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是 。
10、已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量E n ＝E 1/n 2，其中n ＝2,3…。
用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速。
能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为
A 、－4hc 3E 1
B 、－2hc E 1
C 、－4hc E 1
D 、－9hc
E 1
11、按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。
已知氢原子的基态能量为E 1(E 1<0)，电子质量为m ，基态氢原子中的电子吸收一频率为υ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h )。
12．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是
E 3 E 2
E 1 b c a A a c b B c b a C a
b c D n
E n /eV 0 -0.85 -1.51 -3.4 -13.6 ∞ 4 3
2 1
5 -0.54
13.氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则
A. 吸收光子的能量为h ν1+h ν 2
B.辐射光子的能量为h ν1+h ν 2
C. 吸收光子的能量为h ν1–h ν 2
D.辐射光子的能量为h ν2–h ν1
14．下列能揭示原子具有核式结构的实验是
A. 光电效应实验
B. 伦琴射线的发现
C. α粒子散射实验
D. 氢原子光谱的发现
15.欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是( )
①用10.2 eV 的光子照射；②用11 eV 的光子照射；③用14 eV 的光子照射；④用动能为11 eV 的电子碰撞．
A ．①②③
B ．①③④
C ．②③④
D ．①②④
16、已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV 和-1.51eV ， 金属钠的截止频率为5.53×1014Hz, 普朗克常量h=6.63×10-34J s.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板， 能否发生光电效应。
处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为
A ．红、蓝、靛
B 。
黄、绿
C 、红、紫
D 蓝—靛、紫
20、能量为i E 的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子．这一能 i E 称为氢的电离能．现用一频率为ν的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为_______________（用光子频率ν、电子质量m 、氢原子的电离能i E 和普朗克常量h 表示）。
21.氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为1λ=0.6328µm，2λ=3.39µm，已
知波长为1λ的激光是氖原子在能级间隔为1E ∆=1.96eV 的两个能级之间跃迁产生的。
用2
E ∆表示产生波长为2λ的激光所对应的跃迁的能级间隔，则2E ∆的近似值为
A.10.50eV
B.0.98eV
C. 0.53eV
D. 0.36eV
22. 氢原子的部分能级如图所示。
已知可见光的光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间。
由此可推知, 氢原子
A. 从高能级向n=1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短
B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光
C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高
D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光
23. 有一群氢原子处于量子数n ＝4的激发态中，能发出几种频率的光子？其中最高频率、最低频率各为多少？ 若有一个氢原子处于量子数n ＝4的激发态时，最多能发出几种频率的光子？
24. 当用具有1.87 eV 能量的光子照射n ＝3激发态的氢原子时，氢原子( )
A ．不会吸收这个光子
B ．吸收该光子后被电离，电离后的动能为0.36 eV
C ．吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零
D ．吸收该光子后不会被电离
25. 用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线．调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条．用Δn 表示两次观测中最高激发态的量子数之差，E 表示调高后电子的能量．根据氢原子的能级图(如图1所示)可以判断，Δn 和E 的可能值为( )
A ．Δn ＝1,13.22 eV<E <13.32 eV
B ．Δn ＝2,13.22 eV<E <13.32 eV
C ．Δn ＝1,12.75 eV<E <13.06 eV
D ．Δn ＝2,12.75 eV<
E <13.06 eV。
原子物理中的原子能级与光谱跃迁
原子物理中的原子能级与光谱跃迁原子能级与光谱跃迁是原子物理领域中的重要概念和研究内容。
在本文中，我们将介绍原子能级的概念、原子光谱的特点以及光谱跃迁的机制，以帮助读者更好地理解和掌握这些知识。
一、原子能级的概念与特点原子能级是描述原子内部电子分布状态的离散能量水平。
根据量子力学理论，原子中的电子只能处于一系列离散的能级上，而不能处于这些能级之间的任意能量值。
原子能级之间的能量差称为能级间隔，不同原子具有不同的能级结构。
原子能级的特点是离散性和分层性。
离散性体现在能级只能取特定的能量值，而不能连续变化。
分层性体现在原子能级的排布方式，即能量较低的能级靠近原子核，能量逐渐升高的能级在外层。
二、原子光谱的特点与类型原子光谱是原子在吸收或发射电磁辐射时所呈现的谱线特征。
原子光谱可分为吸收光谱和发射光谱两种类型。
1. 吸收光谱：当原子处于低温状态下，被外界电磁辐射激发时，会吸收特定波长的光，并发生能级跃迁。
这些吸收光谱呈现为连续的谱带或以黑线形式出现在连续谱背景上，称为吸收线或吸收带。
2. 发射光谱：当原子从高能级跃迁到低能级时，会发出辐射波长对应的光子。
这些发射光谱呈现为离散的谱线，在黑背景上呈现出亮线的形式，称为发射线。
三、原子能级跃迁的机制原子能级跃迁是指原子内的电子从一个能级跃迁至另一个能级的过程。
能级跃迁可以分为激发态跃迁和基态跃迁两种类型。
1. 激发态跃迁：当原子受到外界电磁辐射或其他因素激发时，电子从较低能级跃迁至较高能级。
这种跃迁是吸收光谱的基础，对应于吸收线的出现。
2. 基态跃迁：当原子从激发态返回基态时，电子从较高能级跃迁至较低能级，并发出电磁辐射。
这种跃迁是发射光谱的基础，对应于发射线的出现。
原子能级跃迁的机制可以通过量子力学的理论计算和实验观测来研究。
通过精确的能级计算和光谱分析，科学家们能够揭示原子内部电子行为的规律和特点，进而推动量子物理理论的发展。
结语原子能级与光谱跃迁在原子物理领域中具有重要的地位和作用。
原子物理中的原子能级与光谱跃迁
原子物理中的原子能级与光谱跃迁原子物理是物理学中的重要分支，研究的是原子的结构和性质。
原子能级与光谱跃迁是原子物理中的两个重要概念，它们对于解释原子的能量变化和辐射现象具有重要意义。
本文将介绍原子能级的概念、能级的表示方法以及光谱跃迁的原理与应用。
一、原子能级的概念原子能级是指原子在能量上分立的状态，每个能级对应着一定的能量。
原子能级的存在使得原子在特定能量范围内具有稳定的状态，同时也决定了原子的化学和物理特性。
原子能级由整数或半整数的量子数来表示，不同能级之间的能量差异称为能级间隔。
二、能级的表示方法1. 能级图表示法能级图是用来表示原子能级的一种图示方法。
图中，每个水平线代表一个能级，能级越靠近原子核，能量越低。
原子在基态时，所有电子都分布在最低的能级上；当原子受到外界的激发时，电子可能从较低能级跃迁到较高能级。
2. 能级方案表示法能级方案是对原子的能级进行数学描述的方法。
不同的能级方案适用于不同的原子，常用的能级方案有Rutherford-Bohr模型、量子力学模型等。
其中，Rutherford-Bohr模型适用于氢原子，用主量子数n来表示能级；量子力学模型适用于多电子原子，用主量子数n、角量子数l和磁量子数m来表示。
三、光谱跃迁的原理与类型光谱跃迁是指电子在原子中由一个能级跃迁到另一个能级时伴随的辐射或吸收电磁辐射现象。
根据能级之间跃迁的方式和辐射光谱的特点，光谱跃迁可分为吸收光谱、发射光谱和散射光谱。
1. 吸收光谱吸收光谱是指原子在低能级吸收能量导致电子跃迁到高能级时产生的光谱。
吸收光谱可以通过光谱仪观测到，通常以黑线或黑带的形式出现在连续光源的光谱中，这些黑线或黑带对应着原子吸收光的特定波长。
2. 发射光谱发射光谱是指原子在高能级电子跃迁到低能级时释放能量而产生的光谱。
发射光谱通常出现在光源中，具有离散的亮线光谱，每条亮线对应着特定波长的光。
这些亮线光谱可以通过光谱仪分析得到，有助于确定原子中能级的结构和能量。
教科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第4章 原子结构 光谱 氢原子光谱 玻尔的原子模型 能级
方法技巧
巴尔末公式的应用方法及注意事项
(1)巴尔末公式反映氢原子发光的规律特征,不能描述其他原子。
(2)公式中n只能取整数,不能连续取值,因此波长也只能是分立的值。
(3)公式是在对可见光区的四条谱线分析总结出的,巴尔末系在紫外区的谱
线也适用。
(4)应用时熟记公式,当n取不同值时求出一一对应的波长λ。
光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素。③应用光谱
分析鉴定食品优劣。
3.巴尔末公式
(1)巴尔末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式:
1
1 1
=RH 22 - 2
,n=3,4,5,…。该公式称为巴尔末公式。
(2)公式中只能取 n≥3 的整数,不能连续取值,波长是分立的值。
4.其他谱线
C.公式中 n 只能取大于或等于 3 的整数,故氢原子光谱是线状谱
D.在巴尔末系中 n 值越大,对应的波长 λ 越短
要点提示 此公式是巴尔末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线时得
到的,A错误;公式中n只能取大于或等于3的整数,λ不能连续取值,故氢原子
光谱是线状谱,B错误,C正确;根据公式可知,n值越大,对应的波长λ越短,D
(2)氢原子的电子最小轨道半径r1=0.053 nm,其余轨道半径满足rn=n2r1,n为
量子数,n=1,2,3,…
2.能量量子化
(1)不同轨道对应不同的状态,在这些状态中,尽管电子做变速运动,却不辐
射能量,因此这些状态是稳定的(定态),原子在不同状态有不同的能量,所以
原子的能量也是量子化的。
(2)基态:
子数。
(5)原子的跃迁:当原子中的电子从能量较高的定态En跃迁到另一能量较低
高中物理第2章原子结构第3节玻尔的原子模型第4节氢原子光谱与能级结构课件鲁科版选修3
定态 E1，辐射的光子能量为 hν＝E2－E1
基本 内容
假设
原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道．原
子的能量状态是不连续的，电子不能在任意半径的轨 轨道 道上运行，只有轨道半径 r 跟电子动量 mev 的乘积满 假设 足下式 mevr＝n2hπ(n＝1，2，3，…)这些轨道才是可
对玻尔原子模型的理解 1.轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的 数值． 模型中保留了卢瑟福的核式结构，但他认为核外电子的轨道是 不连续的，它们只能在某些可能的、分立的轨道上运动，而不 是像行星或卫星那样，能量大小可以是任意的量值．例如，氢 原子的电子最小轨道半径为 r1＝0.053 nm，其余可能的轨道半 径还有 0.212 nm、0.477 nm、…不可能出现介于这些轨道半径 之间的其他值．这样的轨道形式称为轨道量子化．
按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远， 氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原 子的基态能量为 E1(E1<0)，电子质量为 m，基态氢原子中的电 子吸收一频率为 ν 的光子被电离后，电子速度大小为 ________(普朗克常量为 h)． [思路点拨] 根据玻尔原子理论与能量守恒定律求解．
得到了氢原子的能级结构图(如图所示)．
n＝∞————————E∞＝0 ⋮
n＝5 ————————E5＝－0.54 eV n＝4 ————————E4＝－0.85 eV n＝3 ————————E3＝－1.51 eV n＝2 ————————E2＝－3.4 eV n＝1 ————————E1＝－13.6 eV
4.原子跃迁时需注意的几个问题 (1)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．
原子光谱和能级的符号表示
第26卷 第4期《新疆师范大学学报》(自然科学版)V ol.26,No.4 2007年12月Journal o f Xinjiang N ormal U nive rsity Dec.2007(N atural Sciences Edition)原子光谱和能级的符号表示刘东江, 王建伟(喀什师范学院物理系,新疆喀什844006)＊摘要:近代物理的两大支柱是量子力学与相对论,在现代科学技术中以量子力学的运用最为广泛,原子物理学就属于量子力学知识体系当中的一个范畴。
文章运用玻尔理论及受力分析的方法,针对不同的情况,考虑不同的相互作用,将定态能量和光谱用符号表示,为分析问题、解决问题提供便利。
关键词:电子态;原子态:原子状态中图分类号: O561.3 文献标识码: A 文章编号: 1008-9659-(2007)-04-0055-07不少初学原子物理学的学生,在理解玻尔理论和解决实际问题的应用当中,出现一定的障碍。
为了方便研究,突出主要矛盾,文章不考虑外场作用(电场、磁场)且只考虑单电子、双电子及同科电子的情况,处理问题时以玻尔理论为指导并使用受力分析的方法,针对不同的具体情况,考虑相互作用的影响,将定态能量和光谱线波数符号化,讨论所有相互作用的情况后得出,原子状态=电子态+原子态。
从而确定了原子状态符号表示的内涵和外延,这对于准确理解玻尔理论,正确运用玻尔理论来发现问题、分析问题和解决问题是大有益处的。
1 玻尔理论的普遍规律玻尔理论是在解决氢原子问题的过程中创立的,它的普遍规律不仅对所有的原子都适用,而且对所有的微观客体都是适用的。
因而玻尔理论是我们解决微观物体运动规律的指导思想和锐利工具。
1.1 玻尔理论的定态条件原子只能较长久地停留在一些稳定状态(简称定态)。
原子在这些状态时,不发出也不吸收能量;各定态有一定的能量,其数值是彼此分割,即能量的量子化,已经用夫兰克一赫兹实验所证实。
1.2 玻尔理论的频率条件当电子从一个定态跃迁到另一个定态而发射或吸收辐射时,辐射的频率是一定的。
原子物理学5
同一电子组态在j-j耦合中和L-S耦合中形成的原子 态的数目相同，代表原子态的J值也是相同的。
例题：
若某原子的两个价电子处于2s2p组态，利用j-j耦合， 求可得到其原子态的个数。
同一电子组态在j-j耦合中和L-S耦合中形成的原 子态对应的能级间隔不同。
1P 1
( 1 3 , )1 2 2 1 3 , )2 2 2
1P 1 1S 0
三重态 2s3p 2s3s
3P 2 3P 1 3P 0 3S 1
2s2p 2s2s 1 2 3 4
1P 1 1S 0
2s2p 1 3
3P 2 3P 1 3P 0
2s2s在三层结构中没有对应的能级
例题2： 铍(Be)原子共有四个电子，已知其中三个始终处于 基态。 （1）写出铍原子的三个最低能量的电子组态； （2）用L-S耦合模型画出这三个最低能量电子组 态的全部能级； （3）画出上述能级间全部可能发生的跃迁。
1P , 3P 1 2,1,0
Pb:6p7s (j-j)
1 1 3 1 , , , 2 2 1 , 0 2 2 2 ,1
碳族元素在激发态ps的能级比较 C Si Ge Sn Pb
3 1 ( , )1 2 2 3 1 ( , )2 2 2
1P 3P
1 2
3P
3P
倒序排列：
3P > 3P > 3P 0 1 2
能级的形成：
基态：两个电子都处于最低的1s 态 激发态：所有能级都是由一个电子处于基态，另 一个电子被激发到较高能态形成的。 能级图上注明的数码就是第二个电子的主量子 数 试计算一下如果两个电子都处于激发态至少 需要多少能量？
单层结构 n
7.62eV
教科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第4章 原子结构 光谱 氢原子光谱 玻尔的原子模型 能级
内
容
索
引
01
自主预习·新知导学
02
合作探究·释疑解惑
03
课 堂 小 结
04
随 堂 练 习
自主预习·新知导学
一、光谱及光谱分析
1.光谱。
(1)定义:复色光通过分光镜后,分解为按波长顺序排列的一条单色光光带,
称为光谱。
(2)分类
①根据特征分
连续光谱:由波长连续分布的光组成的光谱。
明线光谱:由分立的光谱线组成的光谱。
特定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收,从而使我们观察
到的太阳光谱是吸收光谱,分析太阳的吸收光谱,可知太阳大气层的物质组
成,因此,选项C正确,A、B、D错误。
知识点二
氢原子光谱的规律
【问题引领】
(1)氢原子光谱是什么光谱?它是如何获取的?
(2)能否根据巴耳末公式计算出对应的氢光谱的最长波长?
②根据成因分
发射光谱:由发光物质所发的光直接产生的光谱。如连续光谱(炽热的固体、
液体及高压气体发光产生的光谱)和明线光谱(稀薄气体发光产生的光谱)。
吸收光谱:白光通过元素蒸气时被吸收一些特定频率的光形成的谱线,也称
暗线光谱。
(3)原子光谱:同一种原子发射光谱中的明线与吸收光谱中暗线的位置是相
同的,称为这种原子的特征光谱,也称原子光谱。
不同。
光谱分析的意义:考古学家对文物进行无损检测;科学家发现未知元素并测
出太阳大气外层的元素组成;医学上分析药物组成、进行肿瘤诊断等为治
疗提供依据;进行食品检测为健康保驾护航;分析空气质量、探测环境污染;
天文学家发现有机分子、分析宇宙起源等。
【归纳提升】
1.光谱的分类
高二物理氢原子光谱与能级结构
；
炙缓缓睁开眼睛,伸出双手狠狠の再脸上搓了搓,然后放声开始大笑起来！ "哈哈……" 夜十三和夜十七在外面有点莫名其妙,看着不远の**城,夜十七还是皱了皱眉头,小声嘀咕起来："虽然来到了男人の圣地——**城,我心里也隐隐有些激动,但公子也没有必要笑得那么明显吧?" 当前 第伍 捌章 零５零章 笑昏城 伍玖章**城 **城本名不是叫**城,而是叫银月城,自从数千年前一个叫月后の绝世の女子走进这座城,这座城便成为月家の城市,这座城便成为银月城. 之所以后来有了**城の外号,是因为一个府主の一句调笑之言.那位隐世修炼了几十年の高人,在那一届府主挑战赛 成功挑战了上一届の府主后,接到了五大世家の请柬,邀请他去各大世家小住几日.而那位府主对几大世家の盛情邀请也却之不恭,处理好府务之后,便开始分别去了几大主城旅游起来. 只是他在银月城住了五日之后,非常坚决の谢绝了当代月家家主の盛情挽留,非常肯定要回龙城.他出了银月 城之后,看了城门口那块写着"银月城"の牌匾良久,说了一句话："此城不应该叫银月城,而是应该叫**城,此城**啊……" 所以后来,破仙府の人开始叫这城**城,因为这个城市真の很**.如果说神城是大陆上所有族群の圣地の话,那么**城绝对是破仙府男人心目中の圣地.[ 因为**城,有名の 东西什么都没有,有の只是女人,漂亮の女人,各式各样の漂亮女人. "这就是鼎鼎有名**城?也没什么特别奇怪の啊." 白重炙坐在马车前面,神情轻松,看着前方宽阔の大道,和稀疏の路人,以及街道两边の店铺.并没有感觉特殊の地方,微笑の和坐在身旁の夜十七说道. "从外表上看,这城市和 其他城市并没有特别出奇の地方."夜十七嘿嘿一笑,似乎想起了什么,眼中闪过道道光芒,『舔』了『舔』嘴唇继续说道："这个城市特殊の地
原子的能级结构与光谱特征
23
但原子实与氢原子核不同，价电子有相当的概率出现在原子实内部。所以平均而言，价 电子感受到的有效核电荷数不是 1，而是大于 1 的值，设为 Z*（>1） 。由此引起的能量降低 称为轨道贯穿。 相同的主量子数 n，角量子数 l 小的电子，出现在原子核附近的概率大，感受到的有效
∗ ∗ ∗ 核电荷数也越大，即 Z ns > Z np > Z nd > .... ，所以碱金属价电子的能级不仅与 n 有关，还显
M
M J 可能取值的个数。
在典型的 LS 耦合下，一个 给定的电子组态可能形成的各 个原子态的能量高低次序， 可以 用洪德 (F.Hund)提出的一个经 验法则来确定。 它的内容可陈述 如下： 图 2.2 2 3 PJ 光谱项及其分裂示意图 （1）对一给定的组态，能 量最低的原子态必定具有泡利 原理所允许的最大 S 值； (2)相同 S 值的状态中，L 值最大的态的能量最低； (c)在电子组态为(nl)v 的情形下，当价电子数 v＜(2l+1)，即不到半满支壳层时，一个 多重态中 J 值最小的状态其能量最低，这称为正常次序；而在 v＞(2l+1)时，即超过半满支 壳层的情形，J 值最大的状态其能量最低，这是倒转次序。 例 1、某原子的一个光谱项为 2 PJ ，试画出其能级图。
25
每个电子的状态仍用四个量子数（n，l，ml，ms）表征。电子在原子中的分布遵从下列 两个原理： 1、泡利不相容原理 在多电子原子中，不能有任何两个电子处于完全相同的状态， 亦即不可能具有相同的四个量子数。 因此，角量子数为 l 的支壳层上可以容纳的最多电子数为 N l = 2（2 l+1） ；当 n 给定时， l 的可能值为 0，1，2，….（n-1）共 n 个，所以，每一个壳层可以容纳的最多电子数目为
高中物理：原子的能级跃迁及其光子的发射和吸收
1 、注意是“一个原子”还是“一群原子”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个可能的定态上，在某段时间内，由某一定态跃迁到另一个定态时——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了。
例 1、 有一群处于量子数 n ＝4 的激发态中的氢原子，在它们发光的过程中，发出的光谱线共有几条？解析：即发出的光谱线共有 6 条，能级跃迁如图 1 所示。
点评：处于量子数为的激发态的大量氢原子，发生能级跃迁可能发射不同频率的光谱线条数，可用组合数计算。
根据玻尔的氢原子理论，当原子从低能级向高能级跃迁时，必须吸收光子（或吸收能量）才能实现。
相反，当原子从高能级向低能级跃迁时，必须辐射光子才能实现。
不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差，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 ＝1 的基态跃迁到的状态，这个能量的大小至少为 13.6eV 。
例 2、 氢原子的能级图如图2所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是（ ）A. 13.6eVB. 10.20eVC. 0.54eVD. 27.20eV解析：氢原子释放出一个电子而变成氢离子即电离过程，相当于原子从 n ＝1 的能级踵迁到的能级，电子所需的能量至少为。
考生误选 B 是因为只注意到跃迁而忽略了电离的要求。
所以本题的正确选项为 A 。
3 、注意是“直接跃迁”还是“间接跃迁”原子从一种定态跃迁到另一种定态时，有的可能是直接跃迁，有的可能是间接跃迁。
两种情况下辐射（或吸收）光子的可能性及其频率可能不同。
例 3、氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光。
已知其中的两个波长分别为，且 ，则另一个波长可能是（ ）A.B.C.D.解析：假定该相邻三个能级的量子数为 K 、 L 、 M ，则其中一种可能是如图3 甲所示，，则另一种光子的波长关系式应为故，选项 D 正确；另一种可能是如图 3 乙所示，则另一种光子的波长关系式应为故，选项 C 正确；不难证明，若情况如图 3 丙所示，，选项D 正确。