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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 。
如图所示，氢原子在不同能量状态(简称能级)间发生三种跃迁时，释放光子的波长分别是，则下列说法正确的是(横线表示一个能级。右侧数值表示该能级下氢原子具有的能量，单位为 eV (电子伏特)，能量单位。箭头表示从一个能级跃迁到另一个能级)。下列说法错误的是

A．发生跃迁时，释放光子的波长可表示为

B．发生跃迁时，氢原子能量增加

C．用12.09的光子照射大量处于基态的氢原子时，一个氢原子可辐射出3种频率的光

D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，可能辐射出3种频率的光