Question

【題目】氫原子能級圖如圖所示，氫原子質量為mH=1.67×10-27kg。設原來處于靜止狀態的大量激發態氫原子處于n=5的能級狀態。

（1）求氫原子由高能級向低能級躍遷時，可能發射出多少種不同頻率的光；

（2）若躍遷后光子沿某一方向飛出，且光子的動量可以用表示（h為普朗克常量，v為光子頻率，c=3×108m/s），忽略氫原子的動能變化，求發生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率。（保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】（1）10種；（2）4.17m/s．

【解析】

（1）氫原子由高能級向低能級躍遷時，可能發射出n==10種不同頻率的光輻射．
（2）由題意知氫原子從n=5能級躍遷到n=1能級時，氫原子具有最大反沖速率．氫原子發生躍遷時輻射出的光子能量為．
開始時，將原子（含核外電子）和即將輻射出去的光子作為一個系統，由動量守恒定律可得：mHvH-p光=0
光子的動量，氫原子速度為 ．
所以v原=4.17m/s．