模块3-5试题(1)氢原子第n能级的能量为En=E1n2,其中E1是基态能量,而n=1,2,….若一氢原子发射能量为-316E1的光子后处于比基态能量高出-34E1的激发态,则氢原子发射光子前后

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

模块3-5试题
(1)氢原子第n能级的能量为En=
E1
n2
,其中E1是基态能量,而n=1,2,….若一氢原子发射能量为-
3
16
E1
的光子后处于比基态能量高出-
3
4
E1
的激发态,则氢原子发射光子前后分别处于第几能级?
(2)一速度为v的高速α粒子(24He)与同方向运动的氖核(1020Ne)发生弹性正碰,碰后α粒子恰好静止.求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正).

◎ 答案

(1)设氢原子发射光子前后分别处于第l与第m能级,
发射后的能量Em=
E1
m2

E1
m2
=E1-
3
4
E1

解得m=2
发射前的能量El=
E1
l2

根据题意知El=Em-
3
16
E1

E1
l2
-
E1
m2
=-
3
16
E1

将m=2代入上式解得l=4                  
故氢原子发射光子前后分别处于第4与第2能级.
(2)设a粒子与氖核的质量分别为ma与mNe,氖核在碰撞前后的速度分别vNe为与v'Ne
由于a粒子与氖核碰撞过程中动量守恒
故有mav+mNevNe=mNev'Ne
由于发生弹性正碰过程中系统的机械能守恒,故有
1
2
mav2+
1
2
mNevNe2=
1
2
mNevNe2

解得:
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