Question

2．物理學(xué)家在微觀領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了“電子偶素”這一現(xiàn)象．所謂“電子偶素”就是由一個(gè)負(fù)電子和一個(gè)正電子繞它們連線的中點(diǎn)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)形成相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)．類(lèi)比玻爾的原子量子化模型可知：兩電子做圓周運(yùn)動(dòng)的可能軌道半徑的取值是不連續(xù)的，所以“電子偶素”系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的能量狀態(tài)（能級(jí)）也是不連續(xù)的．若規(guī)定兩電子相距無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)該系統(tǒng)的勢(shì)能為零，則該系統(tǒng)的最低能量值為E（E＜0），稱為“電子偶素”的基態(tài)．處于基態(tài)的“電子偶素”系統(tǒng)，可能由于吸收一個(gè)光子而達(dá)到更高的能級(jí)，甚至正、負(fù)電子分離導(dǎo)致系統(tǒng)瓦解，也可能由于正、負(fù)湮沒(méi)而轉(zhuǎn)化為光子．已知基態(tài)對(duì)應(yīng)的電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m，電荷量大小均為e，光在真空中傳播的速度為c，靜電力常量為k，普朗克常量為h．SKIPIF 1＜0則下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

• A． 該“電子偶素”系統(tǒng)可吸收任意頻率的光，使其達(dá)到能量值更高的激發(fā)態(tài)
• B． 若用光照射處于基態(tài)的“電子偶素”系統(tǒng)，使其發(fā)生瓦解，則光的波長(zhǎng)可以是滿足$λ≤\frac{hc}{E}$的任意值
• C． 若處于基態(tài)的“電子偶素”系統(tǒng)的負(fù)電子和正電子淹沒(méi)，轉(zhuǎn)化為1個(gè)光子，光子頻率為$\frac{{m{c^2}}}{h}$
• D． 若處于基態(tài)的“電子偶素”系統(tǒng)的負(fù)電子和正電子湮沒(méi)，轉(zhuǎn)化為2個(gè)光子，光子頻率為$\frac{h}{m{c}^{2}}$

Answer 1

分析 電子偶數(shù)能量等于兩個(gè)電子動(dòng)能和電勢(shì)能之和，根據(jù)庫(kù)侖引力提供向心力求出電子的動(dòng)能，通過(guò)E_m-E_n=hv求出“電子偶數(shù)”的最大頻率和最小波長(zhǎng)．

解答 解：A、根據(jù)頻率條件，只有光子能量大于或等于電子偶素基態(tài)與高能級(jí)差值才可能達(dá)到能量值更高的激發(fā)態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B、若用光照射處于基態(tài)的“電子偶素”系統(tǒng)，使其發(fā)生瓦解，光子能量大于或等于E，
則光的波長(zhǎng)可以是滿足$λ≤\frac{hc}{E}$的任意值，故B正確；
C、若處于基態(tài)的“電子偶素”系統(tǒng)的負(fù)電子和正電子淹沒(méi)，轉(zhuǎn)化為2個(gè)光子，光子頻率為$\frac{{m{c^2}}}{h}$，故C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤；
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 考查電子受到的電場(chǎng)力作用為向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，掌握牛頓第二定律的應(yīng)用，知道系統(tǒng)的能量是動(dòng)能與電勢(shì)能之和．