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第59讲　原子的核式结构模型　氢原子光谱　原子能级
　考情 剖析　
(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难)
考查内容 考纲要求及变化 考查年份 考查形式 考查详情 考试层级 命题难度
氢原子光谱原子的能级 Ⅰ
10年
12年
填空 考查能级跃迁时的能量相等关系
计算 以氢原子跃迁为背景，考查氢原子能级公式
选择 以原子跃迁为背景考查原子跃迁能级图 次重点 A或B
小结及预测 1.小结：原子的能级和氢原子光谱的考查形式多样，侧重考查原子能级路迁时能量的相关计算．2．预测：仅09年未进行考查，预测14年考查的可能性很大．3．复习建议：复习时注重了解氢原子能级跃迁和氢原子光谱.
知识 整合　
一、原子结构
1．电子的发现
英国物理学家____________________发现了电子．
2．α粒子散射实验
1909～1911年，英国物理学家_ ( http: / / www.21cnjy.com )___________和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿______________方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于______________，也就是说它们几乎被“撞”了回来．
3．原子的核式结构模型
在原子中心有一个很小的核，原子全部的_ ( http: / / www.21cnjy.com )_________________和几乎全部__________________都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．
4．三种原子模型的对比
实验基础 结构差异 成功和局限
“枣糕模型” 电子的发现 带正电物质均匀分布在原子内，电子镶嵌其中 解释了一些实验现象，无法说明α粒子散射实验
核式结构模型 α粒子散射实验 全部正电荷和几乎全部质量集中在核里，电子绕核旋转 成功解释了α粒子散射实验，无法解释原子的稳定性与原子光谱的分立特征
玻尔的原子模型 氢原子光谱的研究 在核式结构模型基础上，引入量子化观点 成功解释了氢原子光谱，无法解释较复杂的原子光谱
二、氢原子光谱与玻尔理论
1．光谱
(1)光谱
用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的____________________(频率)和强度分布的记录，即光谱．
(2)光谱分类
有些光谱是一条条的____________，这样的光谱叫做线状谱．
有的光谱是连在一起的____________，这样的光谱叫做连续谱．
(3)氢原子光谱的实验规律
巴耳末线系是氢原子光谱在可见 ( http: / / www.21cnjy.com )光区的谱线，其波长公式＝________________________，(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n为量子数．
2．玻尔理论
(1)定态
原子只能处于一系列____ ( http: / / www.21cnjy.com )________的能量状态中，在这些能量状态中原子是__________________的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．
(2)跃迁
原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或 ( http: / / www.21cnjy.com )吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝__________________.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)
(3)轨道
原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核 ( http: / / www.21cnjy.com )运动相对应．原子的定态是________________，因此电子的可能轨道也是________________________________________________________________________．
3．玻尔模型的局限性
玻尔模型的成功之处在于引入了量子化观点，其不 ( http: / / www.21cnjy.com )足之处在于保留了轨道的观念．量子力学中，核外电子并没有确定的轨道，玻尔的电子轨道，只不过是电子出现____________的地方，把电子的概率分布用图象表示时，用小黑点的稠密程度代表概率的大小，其结果如同电子在原子核周围形成云雾，称为“电子云”．
三、氢原子的能级、能级公式
1．氢原子的能级和轨道半径
(1)氢原子的能级公式：En＝__________(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝__________.
(2)氢原子的半径公式：rn ( http: / / www.21cnjy.com )＝____________________(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.
2．氢原子的能级图
能级图如图所示．
能级图中相关量意义的说明
相关量 意义
能级图中的横线 表示氢原子可能的能量状态——定态
横线左端的数字“1,2,3，…” 表示量子数
横线右端的数字“－13.6，－3.4，…” 表示氢原子的能量
相邻横线间的距离 表示相邻的能量差，量子数越大相邻的能量差越小，距离越小
带箭头的竖线 表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hν＝Em－En
1．氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化
(1)原子能量：En＝Ekn＋Epn＝，随n增大而增大，其中E1＝－13.6 eV.
(2)电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力，即k＝m，所以Ekn＝，随r增大而减小．
(3)电势能
通过库仑力做功判断电势能的增减．
当轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之，轨道半径增大时，电势能增加．
2．关于光谱线条数的两点说明
(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N＝C＝.
(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)．
【典型例题1】 (1)能量为 ( http: / / www.21cnjy.com )Ei的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子．这一能量Ei称为氢的电离能．现用一频率为ν的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为____________(用光子频率ν、电子质量m、氢原子的电离能Ei和普朗克常量h表示)．
(2)氢原子在基态时轨道半径r1＝0.53×10－10 m，能量E1＝－13.6 eV，求氢原子处于基态时：
①电子的动能；
②原子的电势能；
③用波长是多少的光照射可使其电离？
温馨提示
(1)由能量守恒定律易解得电子速度；
(2)由圆周运动规律、能量守恒定律和光电效应方程易解本题．
记录空间
【变式训练1】
如图所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时：
(1)有可能放出多少种能量的光子？
(2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？波长是多少？
【变式训练2】 如图所示，氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子．问：
(1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射出上述能量的光子？
(2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．
1．光子的发射和吸收
(1)能级的跃迁
根据玻尔模型，原子只能处于一系列的不连续的 ( http: / / www.21cnjy.com )能量状态中，这些状态分基态和激发态两种．其中原子在基态时是稳定的，原子在激发态时是不稳定的，当原子处于激发态时会自发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态．
【注意】①原子能级跃迁时，处于激发态的 ( http: / / www.21cnjy.com )原子可能经过一次跃迁回到基态；也可能由较高能级的激发态先跃迁到较低能级的激发态，最后回到基态．一个原子由较高能级回到基态，到底发生了几次跃迁，是不确定的．
②物质中含有大量的原子，各个原子的跃迁方式也是不统一的．有的原子可能经过一次跃迁就回到基态．而有的原子可能经过几次跃迁才回到基态．
(2)光子的发射
原子能级跃迁时以光子的形式放出能量，原子在始末两个能级Em和En(m>n)间跃迁时发射光子的能量可由下式表示：hν＝Em－En
由上式可以看出，能级的能量差越大，放出光子的频率就越高．
(3)光子的吸收
光子的吸收是光子发射的逆过程，原子 ( http: / / www.21cnjy.com )在吸收了光子后会从较低能级向较高能级跃迁．两个能级的能量差值仍是一个光子的能量．其关系式仍为hν＝Em－En.
【说明】由于原子的能级是一系列不 ( http: / / www.21cnjy.com )连续的值，则任意两个能级差也是不连续的，故原子只能发射一些特定频率的光子，同样也只能吸收一些特定频率的光子．但是．当光子能量足够大时，如光子能量E≥13.6 eV时，则处于基态的氢原子仍能吸收此光子并发生电离．
2．原子能级跃迁问题
跃迁是指电子从某一轨道跳到另一轨道，而电子从某一轨道跃迁到另一轨道对应着原子就从一个能量状态(定态)跃迁到另一个能量状态(定态)．
(1)跃迁时电子动能、原子势能与原子能量的变化．
当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子 ( http: / / www.21cnjy.com )的电势能Ep减小，电子动能增大，原子能量减小．反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大．
(2)使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子．
原子若是吸收光子的能量而被激发，则 ( http: / / www.21cnjy.com )光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收．不存在激发到n＝2时能量有余，而激发到n＝3时能量不足，则可激发到n＝2的问题．
原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电 ( http: / / www.21cnjy.com )子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E＝Em－En)，均可使原子发生能级跃迁．
【典型例题2】 试计算处于基态的氢原子吸收波长为多少的光子，电子可以跃迁到n＝2轨道上．
温馨提示
入射光子的能量只能等于这两个能级的能量差才能使原子核外电子发生上述跃迁，大于或小于这个能量均不能发生上述跃迁．
记录空间
【变式训练3】 欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
①用10.2 eV的光子照射；②用11 eV的光子照射；③用14 eV的光子照射；④用动能为11 eV的电子碰撞．
A．①②③
B．①③④
C．②③④
D．①②④
随堂 演练　
1．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有极少数α粒子发生了大角度的偏转，其原因可能是(　　)
A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B．正电荷在原子中是均匀分布的
C．原子中存在着带负电的电子
D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中
2．关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是(　　)
A．原子可以处于连续的能量状态中
B．原子能量状态不可能是连续的
C．原子中的电子在核外轨道上运动时，要向外辐射能量
D．原子核外电子在轨道上运动时，不向外辐射能量
3．卢瑟福通过α粒子散射实验，判断出原 ( http: / / www.21cnjy.com )子中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构学说．如图所示的平面示意图中①、③两条线表示α粒子运动的轨迹，则沿②所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹是(　　)
第3题图
A．轨迹a B．轨迹b
C．轨迹c D．轨迹d
4．已知氢原子的基态能量 ( http: / / www.21cnjy.com )为－13.6eV，用能量为12.3eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，受光子照射后，下列关于氢原子跃迁的说法中正确的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．原子能跃迁到n＝2的轨道上去
B．原子能跃迁到n＝3的轨道上去
C．原子能跃迁到n＝4的轨道上去
D．原子不能跃迁到其他轨道上去
5．(多选)(1)氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是(　　)
A．氢原子的能量增加
B．氢原子的能量减少
C．氢原子要吸收一定频率的光子
D．氢原子要放出一定频率的光子
(2)在氢原子光谱中，电子从较高能 ( http: / / www.21cnjy.com )级跃迁到n＝2能级发出的谱线属于巴耳末线系，若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多发出__________一条不同频率的谱线．
第59讲　原子的核式结构模型
氢原子光谱　原子能级
知识整合
基础自测
一、1.汤姆孙　2.卢瑟福　原来　90°　3.正电荷　质量
二、1.(1)波长　(2)亮线　光带　(3)R　2.(1)不连续　稳定　(2)Em－En　(3)不连续的　不连续的　3.概率最大
三、1.(1)E1　－13.6 eV　(2)n2r1
重点阐述
【典型例题1】 (1 ( http: / / www.21cnjy.com ))能量为Ei的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子．这一能量Ei称为氢的电离能．现用一频率为ν的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为____________(用光子频率ν、电子质量m、氢原子的电离能Ei和普朗克常量h表示)．
　(2)氢原子在基态时轨道半径r1＝0.53×10－10 m，能量E1＝－13.6 eV，求氢原子处于基态时：
　①电子的动能；
　②原子的电势能；
　③用波长是多少的光照射可使其电离？
【答案】　(1)　(2)①13.6eV　②－27.2eV　③9.14×10－8m
　【解析】 (1)由能量守恒得mv2＝hν－Ei，解得电子速度为v＝.
　(2)①设处于基态的氢原子核外电 ( http: / / www.21cnjy.com )子速度为v1，则keq \f(e2,r)＝.所以电子动能Ek1＝mv＝eV＝13.6eV.　②因为E1＝Ek1＋Ep1，所以Ep1＝E1－Ek1＝－13.6eV－13.6eV＝－27.2eV.　③设用波长为λ的光照射可使氢原子电离：＝0－E1.所以λ＝－＝m＝9.14×10－8m.
　【点评】 与能级有关的能量问题的规范求解
　1.一般解题步骤
　(1)分析已知量，根据库仑力提供核外电子做圆周运动的向心力列圆周运动动力学方程．
　(2)根据处于某定态原子的能量等于电子动能与电子电势能之和列方程，求电势能．
　(3)原子发生能级跃迁时能量与吸收或放出光子(或实物粒子)的能量相等，可列方程求光子的频率或相关物理量．
　2.对氢原子能级跃迁的进一步理解
　(1)原子从低能级向高能级跃迁 ( http: / / www.21cnjy.com )：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末－E初时都不能被原子吸收．
　(2)原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．
　(3)当光子能量大于或等于13. ( http: / / www.21cnjy.com )6 eV时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能．
　(4)原子还可以吸收外来 ( http: / / www.21cnjy.com )实物粒子(例如自由原子)的能量而被激发．由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E＝Em－En)，均可使原子发生能级跃迁．
　(5)跃迁时电子动能、原子势能与原子能量的变化
　当轨道半径减小时，库仑引力做 ( http: / / www.21cnjy.com )正功，原子的电势能减小，电子动能增大，原子能量减小．反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大．
变式训练1　(1)6种　(2)第4能级向第3能级跃迁　1.88×10－6m
　【解析】 (1)N＝＝种＝6种．
　(2)氢原子由第4能级向第3能级跃迁时，能量差最小，辐射的光子波长最长．
　由hν＝E4－E3
　得：h＝E4－E3
　所以λ＝
　＝ m
　≈1.88×10－6 m.
变式训练2　(1)12.75eV　(2)如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示　【解析】 (1)氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射光子的频率应满足hν＝En－E2＝2.55eV，En＝hν＋E2＝－0.85eV，所以n＝4，基态氢原子要跃迁到n＝4的能级，应提供：ΔE＝E4－E1＝12.75eV.
　(2)辐射跃迁图如图所示．
　
【典型例题2】 试计算处于基态的氢原子吸收波长为多少的光子，电子可以跃迁到n＝2轨道上．
【答案】　1.22×10－7m
　【解析】 氢原子基态对应的能量E1 ( http: / / www.21cnjy.com )＝－13.6 eV，电子在n＝2的轨道上时，氢原子的能量为E2＝＝－3.4 eV，氢原子核外电子从n＝1轨道跃迁到n＝2轨道需要的能量：
　ΔE＝E2－E1＝10.2 eV＝1.632×10－18J.
　由玻尔理论有：
　hν＝ΔE，又ν＝c/λ，所以＝ΔE.
　λ＝＝m＝1.22×10－7m.
变式训练3　B　【解析】 ( http: / / www.21cnjy.com ) 由原子的跃迁条件知：氢原子在各能级间跃迁时，只有吸收能量值刚好等于某两能级能量之差的光子(即hν＝E初－E终)．由氢原子能级关系不难算出10.2 eV刚好为氢原子n＝1和n＝2的两能级能量之差，而11 eV则不是氢原子基态和任一激发态的能量之差，因而氢原子只能吸收前者被激发，而不能吸收后者．对于14 eV的光子，其能量大于氢原子的电离能(13.6 eV)，足以使氢原子电离——使电子脱离核的束缚而成为自由电子，因而不受氢原子能级间跃迁条件的限制．由能的转化和守恒定律不难知道，氢原子吸收14 eV的光子电离后产生的自由电子还应具有0.4 eV的动能．另外，用电子去碰撞氢原子时，入射电子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要入射电子的动能大于或等于基态和某个激发态能量之差，也可使氢原子激发，由以上分析知选项B正确．
随堂演练
　1.A　【解析】 卢 ( http: / / www.21cnjy.com )瑟福根据α粒子散射实验提出核式结构模型：在原子的中心有一很小的核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上，带负电的电子在核外空间里绕核高速旋转．本题答案为选项A.
　2.BD　【解析】 根据玻尔模型 ( http: / / www.21cnjy.com )中能级的量子化可知，A错，B正确；而原子核外电子处于不同能级时，电子虽然加速运动，但不向外辐射能量，C错，D正确．
　3.A　【解析】　α粒子的运动轨迹夹 ( http: / / www.21cnjy.com )在速度与合力的方向之间并向合力的一侧偏转，沿②所示方向的α粒子所受原子核的作用力的合力方向向下，故轨迹为a，即A正确．
　4.D　【解析】　由E＝ eV可知：
　E1＝－13.6 eV, E2＝－3.4 eV
　E3＝－1.51 eV, E4＝－0.85 eV
　则：E2－E1＝10.2 eV<12.3 eV
　E3－E1＝12.09 eV<12.3 eV
　E4－E1＝12.75 eV>12.3 eV
　所以处于基态的氢原子不可能吸收该光子，因而氢原子不能跃迁到其他轨道上去．正确答案为选项D.
　5.(1)BD　(2)6
　【解析】 (1)氢原子的核外电子离原子 ( http: / / www.21cnjy.com )核越远，氢原子的能量(包括动能和势能)越大．当氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，原子的能量减少，氢原子要放出一定频率的光子．显然，选项B、D正确．
　(2)氢原子发出的光谱线中有2条属于巴耳末线系，说明电子是从n＝4能级向低能级跃迁的，因此可发出的谱线条数为n＝C＝6(条)．课时作业(五十九)　原子的核式结构模型　
　　　　　　　　　氢原子光谱　原子能级　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有(　　)
A．原子的中心有个核，叫做原子核
B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中
C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．带负电的电子在核外绕着核旋转
2．氢原子辐射出一个光子后(　　)
A．电子绕核旋转半径增大
B．电子的动能增大
C．氢原子的电势能增大
D．原子的能级值增大
3．氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级放出光子的频率为ν，则它从基态跃迁到n＝4的能级吸收的光子频率为(　　)
A.ν B.ν C.ν D.ν
4．当α粒子被重核散射时，图中所示的运动轨迹不可能存在的是(　　)
第4题图
5．有关氢原子光谱的说法正确的是(　　)
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
6．如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、 B、 C三点分别位于两个等势面上，则以下的说法中正确的是(　　)
第6题图
A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小
B．α粒子在B处的速度最大
C．α粒子在A、 C处的速度大小相等
D．α粒子在B处的速度比在C处的速度小
7．μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为 ( http: / / www.21cnjy.com )μ氢原子(hydrogenmuonatom)，它在原子核物理的研究中有重要作用．图为μ氢原子的能级示意图．假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E等于(　　)
第7题图
A．h(ν3－ν1)
B．h(ν5＋ν6)
C．hν3
D．hν4
8．如图所示，被激发的氢原子从较高能级向较低能级跃迁时，分别发出波长为λ1、 λ2、 λ3的三条谱线，则下列关系正确的是(　　)
第8题图
A．λ1＝λ2＋λ3
B．λ3＝λ1＋λ2
C.＝＋
D.＝＋
9．按照玻尔理论，下列关于氢原子的叙述正确的是(　　)
A．第m个定态和第n个定态的轨道半径rm和rn之比为rm∶rn＝m2∶n2
B．第m个定态和第n个定态的能量Em和En之比为Em∶En＝n2∶m2
C．电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是ν，则其发光频率也是ν
D．若氢原子处于能量为E的定态，则其发光频率为ν＝
10．(13年江苏模拟)如图所示为氢原子的能级图．现有大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁．现列说法正确的是(　　)
A．这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光
B．氢原子由n＝3跃迁到n＝2产生的光频率最大
C．这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2eV
D．氢原子由n＝3跃迁到n＝1产生的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
第10题图
11．(13年江苏模拟)氢原子的能级图如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示，一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁，能产生________种不同频率的光子，其中频率最大的光子是从n＝4的能级向n＝________的能级跃迁所产生的．
第11题图
12．如图所示为氢原子能级图，试回答下列问题：
(1)一群处于能级n＝4的氢原子跃迁后可能辐射出几种频率的光子？
(2)通过计算判断：氢原子从能级n＝4跃迁到能级n＝2时辐射出的光子的最大频率有多大？
(3)设氢原子处于基态时电子的轨道半径为r ( http: / / www.21cnjy.com )1，动能为Ek1；处于第n能级时电子的轨道半径为rn，动能为Ekn，已知rn＝n2r1.试用库仑定律和牛顿运动定律证明：Ekn＝.
第12题图
课时作业(五十九)　原子的核式结构模型
　氢原子光谱　原子能级
　1.ACD　【解析】 卢 ( http: / / www.21cnjy.com )瑟福原子核式结构理论的主要内容是： 在原子中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转，由此可见B选项错误，A、C、D选项正确．
　2.B　【解析】 根据玻尔理论可知， ( http: / / www.21cnjy.com )氢原子辐射光子后，应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道．跃迁过程中，电场力对电子做正功，故电势能减小．根据经典物理理论可知，电子绕核做匀速圆周运动的向心力为核对电子的库仑力，即ke2/r2＝mv2/r，则Ek＝mv2/2＝ke2/(2r)，电子的轨道半径减小，其动能增大．由能量转化和守恒定律可知，氢原子放出光子，辐射能量，所以原子总能量减少．故B正确．
　3.D　【解析】 氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级，hν＝E3－E2＝－＝－E1①
则从基态跃迁到n＝4的能级，吸收光子能量hν′＝E4－E1＝－E1＝－E1②
由①②得ν′＝ν，选项D正确．
　4.BC　【解析】 由于α粒子带 ( http: / / www.21cnjy.com )正电，而原子核也是带正电的，因此α粒子靠近原子核时受到强大的库仑斥力作用，因此只可能是A、D两种轨迹，而不可能是B、C所示的轨迹．
　5.BC　【解析】 原子的发射光 ( http: / / www.21cnjy.com )谱是原子跃迁时形成的，由于原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱不是连续谱，原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光，BC正确．
　6.CD　【解析】 α粒子受到金原子核的斥 ( http: / / www.21cnjy.com )力作用，当靠近金原子核时，库仑斥力做负功，由A到B过程中动能减少，由B到C动能增加，而由A到C过程电场力做功和为零，动能EkA＝EkC＞EkB.
　7.C　【解析】 由于μ ( http: / / www.21cnjy.com )氢原子吸收光子后，能释放6种光子，可知其吸收光子后跃迁到第4能级，因此所吸收的光子的能量E＝E4－E2，而此种光子能量在所释放的6种光子中仅大于E43和E32，居第3位，又因为光子能量与频率成正比，所以E＝hν3，故选C.
　8.D　【解析】 根据 ( http: / / www.21cnjy.com )题意得： E3→1＝E3→2＋E2→1，即hν3＝hν1＋hν2，由于c＝λν，∴ ＝＋，即＝＋，故只有D项正确．
　9.AB　【解析】 由于核外电子轨道 ( http: / / www.21cnjy.com )满足rn＝n2r1，故A项正确．氢原子能级公式为En＝E1，因此B项正确．根据玻尔理论，只有电子发生跃迁时，才能发射某一频率的光子，因此C、D均错误．
　10.AD　【解析】 氢原子由n＝3 ( http: / / www.21cnjy.com )激发态向低能级跃迁，由hν＝Em－En可知，总共可辐射三种不同频率的光，A对；且由n＝3跃迁到n＝1时光频率最大，B错；辐射出光子能量最大值为－1.51 eV＋13.6 eV＝12.09 eV，C错；氢原子由n＝3跃迁到n＝1产生光子能量hν＝E1－E3＝12.01 eV>6.34 eV，D对．
　11.6　1　【解析】 C＝C＝6种，能产生6种不同频率的光子．由hν＝Em－En可知，频率最大的光子是从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁所产生的．
12．(1)6种　(2)6.15×1014Hz　(3)见解析　【解析】 (1)最多可能辐射出C＝6种频率的光子．
(2)由氢原子能级图可知，从能级n＝4跃迁到能级n＝2，辐射出的光子中，能量最大值为
ΔEmax＝E4－E2＝2.55eV
所以辐射的光子中最大频率为
vmax＝＝Hz
＝6.15×1014Hz.
(3)电子在轨道上受库仑力作用做匀速圆周运动，由库仑定律和牛顿第二定律得：＝
电子的动能：Ek＝mv2＝∝
又已知：rn＝n2r1
得＝＝，即Ekn＝

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