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氢原子为什么能吸收15ev的能量

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/22 05:59:50
氢原子为什么能吸收15ev的能量
只要大于13.6eV,氢原子就能全部吸收,理由是:氢原子吸收的15eV,其中13.6eV用于氢原子电离,剩余的,使其动能增加.
再问: 那为什么用11ev能量,氢原子吸收10.2的能量,剩下的0.8使其动能增加
再答: 根据玻尔理论,氢原子的能量呈量子化的,E(n)=E(1)/n^2,E(1)=-13.6eV 为基态(n=1)能量。
不难推出,氢原子能量表为氢原子的势能与核外电子的动能之和
E(n)=Ep+Ek=-k*e^2/r(n)+0.5*m*[v(n)]^2  <1>根据电子绕核需要的向心力=氢原子核对电子库仑引力k*e^2/[r(n)]^2=m*[v(n)]^2/r(n)   <2>==>Ek=0.5*m*[v(n)]^2=k*e^2/[2*r(n)]代入<1>:E(n)=-k*e^2/[2*r(n)],代入基态轨道半径r(1)=0.53*10^(-10)m,k,e等常数数值,解得E(1)=-13.6eV
从上面推导过程可知,氢原子的能量量子化,意味着,其势能和动能都是量子化的,都不是可以连续取值的。
下面回答你的问题:“那为什么用11ev能量,氢原子吸收10.2的能量,剩下的0.8使其动能增加”——我理解你想问:为何不能用11eV能量让氢原子吸收其中的10.2eV(能级差),其余的就充当氢原子动能呢?
从上面能看出:氢原子的动能Ek(n)=k*e^2/[2*r(n)]也是量子化的,只能取13.6/1,913.6/4,13.6/9...eV如果将0.8eV加到氢原子动能中,就不能使得其动能量子化了。
再问: Ep=-k*e^2/r(n)?
再答: 氢原子电势能表达式Ep=-k*e^2/r(n)在中学阶段不需要知道,但是应该知道的是:第一,氢原子的能量为动能和势能之和,第二,不论动能和势能,均为量子化的,不连续的,只能取一系列特定数值,如氢原子能级公式所表达的。

这样就能理解,为何氢原子接受外界能量,不能取任意值。只能取特定值(由能级差决定的)。