氢原子光谱：能级跃迁实验室

先想一想：若电子从较高能级回到较低能级，为什么不是“随便放出一点光”，而只会出现几条特定的光谱线？在下方选一条跃迁，观察答案。

能级观察窗

电子能待在指定的“台阶”上

横线表示允许的束缚能级；线间距离不是等距的。箭头长度对应这一次跃迁所释放的能量。

能量 ↑

n = ∞，电离限

ΔE_光子 = 13.6 eV × (1/n_f² − 1/n_i²) λ ≈ 1240 / ΔE （nm）

设置跃迁

初始能级 n_i（较高）

终止能级 n_f（较低）终点必须低于起点，才是发射光子。

可见光 · 红光附近（颜色仅为示意）

从 n = 3 落到 n = 2 时，电子少掉的 1.89 eV 由一个光子带走。

容易卡住的地方

你可能会把箭头想成一条“连续下坡”。图的箭头只是帮助我们看清能量差，并不表示电子能稳定地停在两个能级之间。

关键点：对束缚在氢原子中的电子，允许的定态能量是离散的。一次跃迁的光子能量必须刚好等于两个允许能级的能量差，所以会产生特定谱线，而非任意波长的连续光。

停一停，自测

电子从 n = 4 跃迁到 n = 2。请选择最符合本模型的一项：

电子在下落途中会稳定拥有所有介于两者之间的能量。电子只能处于允许能级，放出光子的能量等于两个能级的差。只要从高能级往低能级，放出的波长就可以任意取值。