Question

　　太陽是銀河系中極為普通的一顆恒星，劇烈的熱核反應使之不斷地向外輻射能量，太陽輻射的能量絕大部分集中在紫外波段、可見光波段和紅外光波段，它們的能量分別占總輻射量的9％，44％和47％．

　　地球的大氣層中，基本不變的成分為氧、氮、氬等，占大氣總量的99.96％，可變氣體成分主要有、水汽和臭氧等，這些氣體的含量極小，但對大氣物理狀況的影響極大．

　　大氣臭氧層一般是指高度在離地面10km～15km的大氣層，其中臭氧濃度很低，將它折合成標準狀況，其總累積厚度也不過0.3cm，其含量雖小，但對地球的氣候和生物影響很大，如臭氧層空洞每增加1％，人類患皮膚癌比率將增加2％～3％．

(1)大氣壓強p隨距地面高度h(m)的增大而減小，經驗公式為＝·，其中為地表的氣壓值，e＝2.718．若臭氧層集中在24km的高空處，設在該高度處的溫度為－50℃，試估算臭氧層的厚度．

(2)設地球半徑為R，在離地面20km～30km處的平均溫度為，壓強為，地球表面溫度為2，大氣壓強為1×，請寫出這部分臭氧全部集中在地表的厚度H的表達式．

(3)由于臭氧在紫外光波長200nm～300nm的譜段有強吸收帶，在300nm～340nm的譜段有弱的吸收帶，在440nm～740nm可見光區有吸收帶，所以臭氧層可以大量吸收紫外線和可見光．

①紫外線產生的微觀機理是

[　　]

  A．振蕩電路中自由電子的運動而產生的

  B．原子的外層電子受到激發而產生的

  C．原子的內層電子受到激發而產生的

  D．原子核受到激發而產生的

②氫原子處于基態時能量為＝－13.6eV，它從n＝2能級向基態躍遷時，發生的紫外線波長為多少？(h＝6.63×J·s)

③若用上述兩種波長的紫外光照射銀板，試計算說明哪個譜段的光線可能使銀板產生光電效應．(銀的極限頻率為1.15×Hz)

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)標準狀態指的是壓強為1atm，溫度為273K． 　　由題目給出的公式：， 　　可得h＝24km高空處的氣壓＝0.05，設為標準大氣壓，據理想氣體狀態方程： 　　　　   ， 其中＝1atm，＝273K，＝0.05＝0.05atm，并設臭氧層所在處表面積為S，臭氧層的厚度為D，則＝0.3S，＝DS，由此可解得在h＝24km高空處臭氧層的厚度D＝5cm． 　　(2)據理想氣體狀態方程有：， 　　其中，代入上式可得： 　　　　 ． 　　(3) 　　  ①B 　　  ②由得＝－3.4eV， 　　由hv＝，v＝，得： 　　　　　　  λ＝＝1.2×m． 　　  ③銀的極限波長為λ＝m＝261nm， 　　故波長為200～300nm的譜段的紫外光可使銀板產生光電效應．