Question

17．μ子與氫原子核（質(zhì)子）構(gòu)成的原子稱為μ氫原子（bydrogen  muonatom）．它在原子核物理的研究中有重要作用．圖為μ氫原子的能級(jí)示意圖，假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n=2能級(jí)的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為v₁、v₂、v₃、v₄、v₅和v₆的光，且頻率依次增大，則（　�。�

• A． μ氫原子吸收光子后處于n=5能級(jí)
• B． μ氫原子吸收光子后處于n=4能級(jí)
• C． E等于h（v₆-v₄）
• D． E等于h（v₅-v₂）

Answer 1

分析 μ子吸收能量后向高能級(jí)躍遷，而較高能級(jí)不穩(wěn)定會(huì)自發(fā)的向所有的較低能級(jí)躍遷，只有躍遷到基態(tài)后才能穩(wěn)定，故輻射光子的種類C${\;}_{n}^{2}$．能級(jí)差越大，輻射的光子的頻率越高．

解答 解：AB、μ子吸收能量后從n=2能級(jí)躍遷到較高m能級(jí)，然后從m能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，若從m能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)如果直接躍遷到基態(tài)n=1能級(jí)，則輻射的能量最大，否則躍遷到其它較低的激發(fā)態(tài)時(shí)μ子仍不穩(wěn)定，將繼續(xù)向基態(tài)和更低的激發(fā)態(tài)躍遷，即1、2、3…m任意兩個(gè)軌道之間都可以產(chǎn)生一種頻率的輻射光，
故總共可以產(chǎn)生的輻射光子的種類n=${C}_{m}^{2}$=6，
解得：m=4，
即μ子吸收能量后先從n=2能級(jí)躍遷到n=4能級(jí)，然后從n=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷，故A錯(cuò)誤，B正確．
CD、輻射光子的按能量從小到大的順序排列為4能級(jí)到3能級(jí)，能級(jí)3到能級(jí)2，能級(jí)4到能級(jí)2，能級(jí)2到能級(jí)1，能級(jí)3到能級(jí)1，能級(jí)4到能級(jí)1．所以能量E與hν₃相等，也等于h（v₁+v₂），也等于h（v₆-v₄），故C正確，D錯(cuò)誤；
故選：BC．

點(diǎn)評(píng) 本題需要同學(xué)們理解μ子吸收能量后從較低能級(jí)躍遷到較高能級(jí)，而較高能級(jí)不穩(wěn)定會(huì)自發(fā)的向較低能級(jí)躍遷，只有躍遷到基態(tài)后才能穩(wěn)定，故輻射光子的種類C${\;}_{n}^{2}$，這是高考的重點(diǎn)，我們一定要熟練掌握．