114學測自然 第24題 詳解

答案(D) 為了使處於穩定狀態之原子的電子維持在特定的能階上，外界必須持續提供特定能量的光子看逐步解析 ↓

逐步解析

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   能階模型回顧

   波耳的原子模型指出：原子中的電子只能處在一些特定能量的「能階」上，處在能階上的電子是「定態」——不會輻射能量，也不需要外界供給能量，就能穩定存在。能量的吸收與放出只發生在「躍遷」的那一刻：往高能階跳要吸收能量，掉到低能階會放出光子，光子能量等於兩能階的能量差。抓住「定態穩定、躍遷才有吸放」這句話，五個選項就能逐一判斷。
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   檢查正確敘述

   (A) 電子可能處在不同的能階——這正是能階模型的基本內容，敘述正確。
   (B) 氫原子雖只有一個電子，但這個電子可以在許多能階之間躍遷，不同的能階差對應不同能量、不同波長的光子，所以氫原子光譜有多條譜線，敘述正確。
   (C) 電子吸收能量後，可從較低能階躍遷到較高能階，這就是「激發」，敘述正確。
   (E) 電子從高能階躍遷到較低能階時放出光子，敘述正確。
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   揪出錯誤敘述

   (D) 說「為了讓電子維持在特定能階，外界必須持續提供光子」——這違反定態的核心觀念。處於穩定狀態的原子，電子留在原能階完全不需要外界持續供給能量；需要吸收能量的是「往上躍遷」的那一刻，不是「停留」的期間。反過來想：若停留還得一直吃光子，黑暗中的原子豈不是全都要崩塌？原子在無光環境下依然穩定存在，正說明定態不需要外界供能，(D) 是錯誤的敘述。
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   結論

   五個選項中，只有 (D) 把「躍遷需要能量」誤說成「停留也需要持續供能」，違反定態觀念。本題問何者錯誤，故答案選 (D)。

關鍵觀念：#原子能階 #電子躍遷 #光子吸收與放射

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