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氫原子在經歷能級躍遷時,能發射多少光子?

理論上可以有無數種,壹般認為是五個能級。根據普朗克的E=hv,其中E可以表示能級差,H是普朗克常數,V是光子的頻率,可以推導出有15種。

躍遷是量子力學系統狀態發生跳躍式變化的過程。原子在光的照射下從高(低)能態躍遷到低(高)能態發射(吸收)光子的過程,就是典型的量子躍遷。即使沒有受到光的照射,受激原子也可以在真空零場漲落的作用下,躍遷到更低的能態,發射光子(自發輻射)。除了輻射過程,其他散射過程和衰變過程也屬於量子躍遷。

量子躍遷是壹個概率過程,這是量子定律的基本特征。以原子能級躍遷為例,無法預測壹個原子什麽時候躍遷,有的原子躍遷可能早發生,有的原子躍遷可能晚發生,所以激發態原子的壽命並不均勻,但對於大量原子來說,激發態的平均壽命是確定的,可以通過實驗測量和理論計算。量子躍遷的速率與躍遷前後系統和態的相互作用有關,並遵守壹定的守恒定律。原子能級躍遷遵循的選擇規則是角動量守恒和宇稱守恒的結果。

微觀粒子的量子態變化,包括從高能態到低能態,從低能態到高能態。當壹個粒子因受熱、碰撞或輻射而獲得相當於兩個能級之差的激發能量時,它會從能量較低的初態躍遷到能量較高的激發態,但它是不穩定的,有自發返回穩定態的趨勢。相應的能量釋放後,粒子自動回到原來的狀態。這些行為被稱為躍遷,遵守嚴格的量子規則。它吸收或發射的能量是h的整數倍,如果用光的形式表示,就會引起譜線的分離。

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