原子能级和能级跃迁
【高分快攻】
1．玻尔理论的三条假设 轨道量子化 能量量子化 吸收或辐射能量量子化 核外电子只能在一些分立的轨道上运动 原子只能处于一系列不连续的能量状态 原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或发射一定频率的光子 2.解决氢原子能级跃迁问题的四点技巧 (1)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差．
(2)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能．
(3)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)，而一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数可用N＝Cn＝
2
n（n－1）
2
求解．
(4)计算能级能量时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面，故各能级的能量值均
－19
为负值；能量单位1 eV＝1.6×10 J.
【典题例析】
(2018·高考天津卷)氢原子光谱在可
见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n＝2的能级时发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定( )
A．Hα对应的前后能级之差最小 B．同一介质对Hα的折射率最大 C．同一介质中Hδ的传播速度最大
D．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则Hβ也一定能
[解析] Hα的波长最长，频率最低，由跃迁规律可知，它对应的前后能级之差最小，A项正确；由频率越低的光的折射率越小知，B项错误；由折射率n＝可知，在同一介质中，Hα的传播速度最大，C项错误；当入射光频率大于金属的极限频率可以使该金属发生光电效应现象，因νHβ<νHγ，所以Hβ不一定能使该金属发生光电效应现象，D项错误．
[答案] A
【题组突破】
1．如图所示为氢原子的能级图，现有一群处于n＝3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是( )
cv
A．能发出6种不同频率的光子
B．波长最长的光是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的 C．发出的光子的最小能量为12.09 eV
D．处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离
2
解析：选D.一群处于n＝3能级的激发态的氢原子能发出C3＝3种不同频率的光子，A错误；由辐射条件知氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子频率最大，波长最小，B错误；发出的光子的最小能量为E3－E2＝1.89 eV，C错误；n＝3能级对应的氢原子能量是－1.51 eV，所以处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离，D正确．
2．氢原子部分能级的示意图如图所示．不同色光的光子能量如下表所示． 色光 光子能量 范围(eV) 红 1.61～ 2．00 橙 2.00～ 2．07 黄 2.07～ 2．14 绿 2.14～ 2．53 蓝－靛 2.53～ 2．76 紫 2.76～ 3．10 处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( )
A．红、蓝－靛 B．黄、绿 C．红、紫 D．蓝－靛、紫
解析：选A.原子发光时放出的光子的能量等于原子能级差，先分别计算各能级差，再由小到大排序．结合可见光的光子能量表可知，有两个能量分别为1.89 eV和2.55 eV的光子属于可见光，分别属于红光和蓝－靛光的范围，故答案为A.
原子核的衰变规律
【高分快攻】
1．衰变规律及实质
衰变类型 衰变方程 MZα衰变 X→Z－2Y＋2He M－44β衰变 MZX→Z＋1Z＋－1e M02个质子和2个中子结合成衰变实质 一个整体射出 11421H＋20n→2He 衰变规律 名称 构成 符号 中子转化为质子和电子 10n→1H＋－1e 10电荷数守恒、质量数守恒 电荷量 质量 电离能力 贯穿本领 2.γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的 α射线 β射线 γ射线 氦核 电子 光子 42He e ＋2e －e 0 4 u 1 u 1 8360 最强 较强 最弱 最弱 较强 最强 0－1γ 3.半衰期的理解
(1)半衰期研究对象一定是大量的、具有统计意义的数量； (2)半衰期永不变；
?1??1?(3)半衰期的公式：N余＝N原??τ，m余＝m原??τ. ?2??2?
【典题例析】
tt (2017·高考全国卷Ⅱ)一静止的铀核
放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为 92U→ 90Th＋2He.下列说法正确的是( )
A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小 C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间 D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 [解析] 静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的钍核和α粒子的动量等大反向，即pTh＝pα，B项正确；因此有2mThEkTh＝2mαEkα，由于钍核和α粒子的质量不等，因此衰变后钍核和α粒子的动能不等，A项错误；半衰期是有半数铀核衰变所用的时间，并不是一个铀核衰变所用的时间，C项错误；由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，衰变过程有质量亏损，因此D项错误．
[答案] B
【题组突破】
角度1 对衰变规律的理解
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1. (多选) 92U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，下列说法正确的是( )
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