学进去-教育应平等而普惠
试题
类型:单选题
难度系数:0.15
所属科目:高中化学
量子的概念起源于人们对于黑体的研究,所谓“黑体”是指能够吸收所有到达其表面的电磁辐射,而不发生反射的物质。黑体虽然可以吸收所有电磁辐射,但其自身可以在加热时向外进行辐射(即“黑体辐射”)。先前,人们认识到物体中存在着不停运动的带电微粒,其振动会激发出变化的电磁场,从而产生电磁辐射。但是,用经典的电磁学和热学理论去解释黑体辐射却遇到了很大困难。
为了得出与实验相符合的黑体辐射公式,德国物理学家普朗克在多次尝试之后,最终放弃了将宏观世界的能量连续理论应用到微观世界,提出了所谓的“能量量子化”理论。他认为,振动着的带电微粒的能量只能是某一个最小数值 的整数倍(类似任何物体的电荷数都是元电荷的整数倍):
为普朗克常量,为电磁波频率(注:在工程学上电磁波频率用表示,二者通用)
光也是一种电磁波,其依然满足能量量子化理论,对于波长为 的光,其也存在最小能量,我们称之为“光子”
不久之后,在量子论的催生下,人们对于原子结构的认知也开始了思想上的突破,首先便是波尔的氢原子理论:
轨道量子化与定态:波尔认为,氢原子中的电子在库仑引力作用下绕原子核做圆周运动,但其轨道半径是量子化的(即只能是某一特定数值,而不能是连续的数值)。当电子在这些轨道上运动的时候,不产生电磁辐射。电子在不同轨道上运动时,氢原子本身具有不同的能量。由于轨道的取值量子化,则氢原子本身的能量也是量子化的一些特定数值,则氢原子的状态(即“定态”)也是不同的。定态分两类:基态(能量最低)和激发态(在外界给予能量时会由基态变为激发态)。激发态不稳定,在能量较高的轨道上的电子会自动“跳”(称之为“跃迁”)回能量较低的轨道上。根据能量守恒定律,其在跃迁同时会向外辐射能量(以电磁辐射的形式)。电子的跃迁也会带动氢原子能量状态的改变,因此也会使得氢原子发生“跃迁”。
频率条件:按照波尔理论,电子在从能量较高的轨道(能量记为)向能量较低的轨道(能量记为)跃迁时,会释放出能量为的光子。其能量由前后两个能级的能量差决定:
补充知识:电磁波的波速为光速(记为),波长记为,频率记为,满足
下列说法正确的是
A.相比起氢原子跃迁之前,跃迁后氢原子自身的化学性质将会发生改变。
B.氢原子由基态跃迁到激发态之后,核外电子能量增大,运动速率增大。
C.已知氢原子基态能量为,普朗克常量为,设电子的质量为。则基态氢原子吸收频率为的光子被电离后,电子速度大小为
D.大量氢原子从基态向能级跃迁,可能辐射出的光的频率为代表组合数,,其中)。
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2019-09-19

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