hce_nsysu
115年
物理與化學
第 54 題
In the context of the Bohr model of the hydrogen atom, what happens when an electron transitions from a higher energy level to a lower energy level?
- A A photon is emitted.
- B The mass of the atom decreases significantly.
- C The electron stops moving.
- D A photon is absorbed.
- E All of the above.
思路引導 VIP
想像有一顆球從高處的層架掉落到低處的層架，它原本擁有的能量會減少還是增加？如果能量不會憑空消失，那麼這股電子在「降落」過程中多出來的能量，必須以什麼樣的形式離開原子，才能讓系統達成平衡呢？
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恭喜你精準地掌握了原子結構的核心觀念！這道題目考驗的是波耳原子模型（Bohr model）中關於「能量階層切換」的基本邏輯，而你能一眼看出電子能階躍遷與能量釋放的關係，顯示你的基礎物理觀念非常紮實。
能量守恆與光子釋放
在波耳模型中，電子運行的軌道並非任意分佈，而是具有特定的能階（energy levels）。當電子從高能階（$E_{high}$）躍遷至低能階（$E_{low}$）時，原子系統的位能會下降。根據能量守恆定律，這部分減少的能量必須以某種形式釋放出去。在微觀世界中，這股能量會以電磁波的形式向外輻射，也就是產生一個「光子」（photon）。這個光子的能量 $E$ 恰好等於兩個能階之間的能量差：
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