Question

μ子與氫原子核（質子）構成的原子稱為μ氫原子（hydrogen muon atom），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能級的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發出頻率為γ₁、γ₂、γ₃、γ₄、γ₅、和γ₆的光，且頻率依次增大，則E等于（　　）

A．h（γ3-γ1）

B．h（γ5+γ6）

C．hγ3

D．hγ4

Answer 1

μ子吸收能量后從n=2能級躍遷到較高m能級，然后從m能級向較低能級躍遷，若從m能級向低能級躍遷時如果直接躍遷到基態n=1能級，則輻射的能量最大，否則躍遷到其它較低的激發態時μ子仍不穩定，將繼續向基態和更低的激發態躍遷，即1、2、3…m任意兩個軌道之間都可以產生一種頻率的輻射光，
故總共可以產生的輻射光子的種類為

C

2m

=

m(m-1)

2

=6，
解得m=4，
即μ子吸收能量后先從n=2能級躍遷到n=4能級，然后從n=4能級向低能級躍遷．
輻射光子的按能量從小到大的順序排列為4能級到3能級，能級3到能級2，能級4到能級2，能級2到能級1，能級3到能級1，能級4到能級1．所以能量E與hν₃相等．
故C正確．
故選C．