Question

【題目】有兩個質量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收，從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．若氫原子碰撞后發(fā)出一個光子，則速度v0至少需要多大?已知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)．

Answer 1

【答案】

【解析】

碰撞過程動能減小最大的是完全非彈性碰撞，假設減小的動能完全轉化為氫原子的激發(fā)態(tài)的能量，根據(jù)動量守恒定律和頻率條件列式求解即可．

兩個氫原子碰撞過程動量守恒，當兩個氫原子發(fā)生完全非彈性碰撞時，損失動能最大，根據(jù)動量守恒定律，有：mv0=2mv
解得：v=v0；
減小的動能為：△E＝mv02×2m×v2；
根據(jù)題意，減小的動能完全轉化為氫原子的激發(fā)態(tài)的能量，因氫原子碰撞后發(fā)出一個光子，則對應著從n=2到n=1的躍遷，故有：△E＝E2E1＝E1；
解得：v0=；