“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空…——2023 高考物理第 1 题答案解析

2023_省自主命题(山东)

2023 山东 第 1 题 单选题 区分题
2023_省自主命题(山东)

1. “梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空,对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系,原子吸收频率为 $\nu _ { 0 }$ 的光子从基态能级I跃迁至激发态能级Ⅱ,然后自发辐射出频率为 $\nu _ { 1 }$ 的光子,跃迁到钟跃迁的上能级2,并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1,实现受激辐射,发出钟激光,最后辐射出频率为 $\nu _ { 3 }$ 的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率 $\nu _ { 2 }$ 为( )

A. $\nu _ { 0 } + \nu _ { 1 } + \nu _ { 3 }$
B. $\nu _ { 0 } + \nu _ { 1 } - \nu _ { 3 }$
C. $\nu _ { 0 } - \nu _ { 1 } + \nu _ { 3 }$
D. $\nu _ { 0 } - \nu _ { 1 } - \nu _ { 3 }$
参考答案

D

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【答案】D

【解析】

【详解】原子吸收频率为 $\nu _ { 0 }$ 光子从基态能级I 跃迁至激发态能级Ⅱ时有的

$$ E _ {\mathrm{II}} - E _ {\mathrm{I}} = h \nu_ {0} $$

且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态I 的过程有

$$ E _ {\mathrm{II}} - E _ {\mathrm{I}} = h \nu_ {1} + h \nu_ {2} + h \nu_ {3} $$

联立解得

$$ \nu_ {2} = \nu_ {0} - \nu_ {1} - \nu_ {3} $$

故选 D。

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