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102年
理化、化工裝置
第 11 題
下列有關氫原子穩定態之間的躍遷過程中，何者屬於吸收光譜？
- A n=5 → n=3
- B n=2 → n=1
- C n=1 → n=6
- D n=6 → n=2
思路引導 VIP
想像有一顆球靜止在樓梯的最底層（能量較低的狀態）。如果你希望這顆球移動到較高的台階上（能量較高的狀態），這顆球是需要對外釋放出能量，還是必須由外界對它提供能量呢？請試著將這個「取得能量」的概念，與光譜中的「吸收」一詞連結看看。
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AI 詳解
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恭喜你精準地掌握了氫原子能階變化的核心邏輯！在原子結構中，電子分布在不連續的能階上，而 「吸收」或「釋放」能量 決定了電子躍遷的方向。你正確地觀察到只有選項 (C) 是由主量子數較小的能階往較大的能階跳躍，這顯示你對於原子吸收能量的物理意義有很清晰的認識。
能階躍遷與能量方向性
在波耳的氫原子模型中，能階能量與主量子數 $n$ 的平方成反比，公式為 $E_n = - \frac{13.6}{n^2} \text{ eV}$。這意味著當 $n$ 愈大，電子的能量就愈高（負值愈小）。因此，當電子要從低能階（如 $n=1$）移動到高能階（如 $n=6$）時，系統必須由外界獲得能量，這種過程在光譜觀測上便稱為 吸收光譜。
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