文档介绍：2004高考物理试卷中的原子发光问题
周洪驰
(江苏省上冈高级中学江苏盐城224731)
近年来,高考试卷中有不少试题渗透时代气息,其中与日新月异的科学最前沿联系尤为突出。2004高考卷中,出现了多道原子发光问题,现举例略作分析。
[例1](广东广西卷1题)图示为氢原子的能级图,,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有多少种?

[分析] ,可使氢原子激发到n=5的能级上。而从n=5的激发态跃迁回n=4、3、2、1的光子有四种,而从n=4的激发态跃迁回n=3、2、1的光子有三种,而从n=3的激发态跃迁回n=2、1的光子有二种,而从n=2的激发态跃迁回n=1的光子有一种,累计可发射出的光子数有10种。
[例2](全国高考卷三14题)现有1200个氢原子被击发到量子数为4的能级上,若这些受激氢原子最后都回到基态,则在此过程中发出的光子总数是多少?假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的。
C. 1200
[分析]根根题目的意思,1200个处于量子数为4的能级上的氢原子,各有(即400个)跃迁到量子数为3、2、1的能级上,同理,400个处于量子数为3的能级上的氢原子,各有(即200个)跃迁到量子数为2、1的能级上,此时, 处于量子数为2的能级上的氢原子数为600个,将跃迁到量子数为1的基态上,累计光子数为2200个。正确答案是A。
[例3](2004江苏卷10题)若原子的某内层电子被电离形成空位,其它层的电子跃迁到该空位上时,会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来,此电磁辐射就是原子的特征X射线。内层空位的产生有多种机制,其中一种称为内转换,即原子中处于激发态的核跃迁回基态时,将跃迁时释放的能量交给某一内层电子,使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子)。214Po的原子核从某一激发态回到基态时,可将能量E0=(如K、L、M层电子,K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离,实验测得从214Po原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为EK=、EL= MeV、EM= MeV。则可能发射的特征X射线的能量为:
MeV MeV MeV MeV
[分析] 214Po的原子核从某一激发态回到基态时,将能量E0=,电离出的电子的动能为EK=,说明K层电子能级是- MeV。同理可得L层电子能级是- MeV,M层电子能级是- MeV。M层电子跃迁到L层时, MeV,L层电子跃迁到K层时, MeV。故本题选AC。