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Lab_dot现代02

原子为什么只发出特定波长的光？

Energy levels & hydrogen-like spectra

选择初末能级，比较发射和吸收光子的能量与波长。查看可见光谱里的离散线，并辨认落在紫外或红外的跃迁。

实验观察窗准备就绪

单电子原子的离散能级示意 · 光子振动慢放 · 不把电子画成经典轨道上的小球

初始能量—
末态能量—
光子能量—
波长—

测量图

试着观察与解释

  1. 选择不同初始能级，但保持末态为 n = 2，比较可见谱线。
  2. 交换初态和末态，比较光子波长与能量流向。
  3. 换成 He⁺，观察能级间距和跃迁波长。

实验记录

改变条件后，记录读数并进行比较。

查看物理模型、公式与适用范围

能级

使用玻尔单电子能级近似，忽略精细结构、核反冲与选择定则的额外细节。能级图的间距与能量对应。

Eₙ = −13.6057Z²/n² eV

跃迁

向低能态跃迁时发射，向高能态跃迁时需要吸收相同能量的光子。初末能级相同表示没有跃迁。

Ephoton = |Efinal − Einitial|
λ = hc/Ephoton

光谱

只有能级差对应的波长出现在理想线光谱中。紫外和红外跃迁不画成可见色；下方谱条只展示 380–750 nm。

发射和吸收对应相同的能级差

参考：OpenStax · Hydrogen Energy Levels。