Question

氫原子基態能量E₁=-13.6eV，電子繞核運動半徑r₁=0.53×10^-10m． 求氫原子處于n=4激發態時：(電子的質量m=0.9×10^-30kg)
（1）原子系統具有的能量；
（2）電子在軌道上運動的動能；
（3）電子具有的電勢能；
（4）向低能級躍遷輻射的光子頻率最多有多少種？其中最低頻率為多少（保留兩位有效數字）？

Answer 1

（1） （2）0.85eV（3）-1.7Ev（4）0.66eV

（1）
（2）  

所以動能
（3）由于
所以電勢能 
（4）最多有六種．從n=4→3；3→2；2→1；4→2；4→1；3→1．能級差最小的是n=4→n=3，所輻射的光子能量為：
本題考查的是對氫原子光譜能級及躍遷輻射的理解，根據玻爾氫原子理論和能級關系計算出氫原子處于n=4激發態時具有的能量；根據電子軌道特點計算出其動能；根據總能量等于勢能加動能得到電勢能；根據躍遷方式得到光子能量；