Question

（2013?黃岡一模）如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外發(fā)出光子，并用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉．
①這群氫原子能發(fā)出

3

種不同頻率的光，其中有

2

種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)．
②金屬鈉發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能

9.60

eV．

Answer 1

分析：氫原子能級(jí)間躍遷時(shí)，吸收和輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，能級(jí)差越大，光子頻率越大．根據(jù)光電效應(yīng)方程求出光電子的最大初動(dòng)能．

解答：解：①有三種躍遷方式，如圖所示

第3激發(fā)態(tài)→第1激發(fā)態(tài)，放出光子的能量為△E=E₃-E₁=（-1.51eV）-（-13.6eV）=12.09eV＞2.49eV；
第3激發(fā)態(tài)→第2激發(fā)態(tài)，放出光子的能量為△E=E₃-E₂=（-1.51eV）-（-3.4eV）=1.89eV＜2.49eV；
第2激發(fā)態(tài)→第1激發(fā)態(tài)，放出光子的能量為△E=E₂-E₁=（-3.4eV）-（-13.6eV）=10.2eV＞2.49eV；
光子能量大于逸出功的會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，故有2種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)；
②根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，有：E_Km=hv-W₀=12.09eV-2.49eV=9.60eV；
故答案為：①3，2；②9.60eV．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道能級(jí)間躍遷輻射或吸收光子的能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，以及掌握光電效應(yīng)方程E_Km=hv-W₀．