Question

11．如圖所示為氫原子的能級結構示意圖，一群氫原子處于n=3的激發態，在向較低能級躍遷的過程中向外輻射出光子，用這些光子照射逸出功為2.49eV的金屬鈉．下列說法正確的是（　　）

• A． 這群氫原子只能輻射2種不同頻率的光子
• B． 從n=3能級躍遷到n=2能級輻射的光子頻率最大
• C． 能使金屬鈉發生光電效應的光子只有1種
• D． 金屬鈉表面所發出的光電子的最大初動能是9.60eV

Answer 1

分析 根據數學組合公式${C}_{n}^{2}$ 求出輻射光子的種類，抓住輻射的光子能量等于兩能級間的能級差求出輻射的光子能量，根據光電效應的條件判斷能發生光電效應的光子種數，結合光電效應求出光電子的最大初動能．

解答 解：AB、根據${C}_{3}^{2}$=3知，這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光子，從n=3向n=2躍遷的光子頻率最小，波長最長．故AB錯誤．
C、只有從n=3躍遷到n=1，以及從n=2躍遷到n=1輻射的光子能量大于逸出功，所以能發生光電效應的光有兩種．故C錯誤．
D、從n=3躍遷到n=1輻射的光子能量最大，發生光電效應時，產生的光電子最大初動能最大，光子能量最大值為13.6-1.51eV=12.09eV，根據光電效應方程得：E_km=hv-W₀=12.09-2.49eV=9.60eV．故D正確．
故選：D．

點評 解決本題的關鍵知道能級間躍遷所滿足的規律，即E_m-E_n=hv，以及掌握光電效應方程，并能靈活運用．