（20分）一個(gè)處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)靜止基態(tài)的氫原子碰撞。問(wèn)可能發(fā)生非彈性碰撞的最小速度為多少？如果速度較大而產(chǎn)生光發(fā)射，且在原速度方向可以觀(guān)察到光。問(wèn)這種光的頻率與簡(jiǎn)正頻率相差多少？氫原子質(zhì)量是1.67×10-27kg，電離能E＝13.6 eV＝2.18×10-18 J。

解析：處于基態(tài)的氫原子能量為，第一激發(fā)態(tài)能量為。被氫原子吸收的最小能量為 J

我們必須求出在碰撞中能量損失為以上數(shù)據(jù)代最小速度。如果碰撞是完全非彈性的，則碰撞中能量損失最大，碰撞后的速度將是v/2，初動(dòng)能與末動(dòng)能之差為：

這個(gè)值應(yīng)等于最小的能量子

因此m/s

非彈性碰撞后，兩個(gè)原子的速度為m/s

本題第二問(wèn)的解答與多普勒效應(yīng)有聯(lián)系。對(duì)于比光速小很多的速度，相對(duì)速度之比給出頻率相對(duì)變化的極好近似：6.26×104∶3×108＝2.09×10-4＝2.09×10-2 %

兩束光的頻率按此比率稍小于或稍大于簡(jiǎn)正頻率。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

一個(gè)處于基態(tài)的氫原子射向另一個(gè)處于基態(tài)的靜止的氫原子發(fā)生碰撞并連成一體，損失的動(dòng)能使其中的一個(gè)氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)，這個(gè)氫原子最多能發(fā)出兩個(gè)不同頻率的光子．已知：元電荷e=1.6×10-19C，真空中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.63×10-34Js，光子的動(dòng)量可以不計(jì)，氫原子能級(jí)如圖所示．求：
（1）碰撞后躍遷到激發(fā)態(tài)的氫原子所處能級(jí)的量子數(shù)n及該氫原子碰撞前后的能量值
（2）兩個(gè)不同頻率的光子中波長(zhǎng)較短的光子的波長(zhǎng)值．
（3）入射氫原子的動(dòng)能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

氫原子能級(jí)如圖所示，則要使一個(gè)處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變成為氫離子，該氫原子需要吸收的能量至少是
13.6ev
13.6ev
；一群處于n=4能級(jí)的氫原子回到n=2的狀態(tài)過(guò)程中，可能輻射
3
3
種不同頻率的光子；其中最短波長(zhǎng)等于
488.5nm
488.5nm
 （已知普朗克常量h=6.63×10-34J?s））．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2009?南京一模）氫原子能級(jí)如圖所示，則要使一個(gè)處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變成為氫離子，該氫原子需要吸收的能量至少是
13.60
13.60
eV；群處于n=4能級(jí)的氫原子回到n=2的狀態(tài)過(guò)程中，可能輻射
3
3
種不同頻率的光子．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（6分）氫原子能級(jí)如圖17所示，則要使一個(gè)處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變成為氫離子，該氫原子需要吸收的能量至少是___________eV；一群處于n=4能級(jí)的氫原子躍遷到n=2的狀態(tài)過(guò)程中，可能輻射___________種不同頻率的光子。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012學(xué)年陜西省渭南市高三教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)（Ⅰ）（解析版） 題型：填空題

（6分）氫原子能級(jí)如圖17所示，則要使一個(gè)處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變成為氫離子，該氫原子需要吸收的能量至少是___________eV；一群處于n=4能級(jí)的氫原子躍遷到n=2的狀態(tài)過(guò)程中，可能輻射___________種不同頻率的光子。

 

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