Shanxian Chemical

氢原子发射光子能量之探究
夫氢原子者，微观之妙物也。其能级跃迁，关乎光子发射，而光子能量，实乃物理探究之要。

氢原子能级，依玻尔之论，具量子化特征。当氢原子自高能级向低能级跃迁之际，必发射光子。此光子能量，恰为两能级能量之差。

设氢原子初始处于 \(n_1\) 能级，末态处于 \(n_2\) 能级（\(n_1>n_2\)）。据玻尔理论，氢原子能级能量表达式为 \(E_n = -\frac{13.6}{n^2}eV\)。

则发射光子之能量 \(E\) 为：\(E = E_{n_1} - E_{n_2} = -\frac{13.6}{n_1^2}eV - (-\frac{13.6}{n_2^2}eV) = 13.6(\frac{1}{n_2^2} - \frac{1}{n_1^2})eV\)。

例如，若氢原子从 \(n = 3\) 能级跃迁到 \(n = 2\) 能级，此时 \(n_1 = 3\)，\(n_2 = 2\)。则发射光子能量 \(E = 13.6\times(\frac{1}{2^2} - \frac{1}{3^2})eV = 13.6\times(\frac{1}{4} - \frac{1}{9})eV = 13.6\times\frac{5}{36}eV \approx 1.89eV\)。

由此可见，氢原子能级跃迁发射光子之能量，因跃迁能级不同而各异。明晰此理，于洞察原子结构及光之本质，实有莫大裨益。