Question

【題目】原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發生能級躍遷(在碰撞中，動能損失最大的是完全非彈性碰撞)。一個具有13.6 eV動能、處于基態的氫原子與另一個靜止的、也處于基態的氫原子發生對心正碰。

(1)是否可以使基態氫原子發生能級躍遷(氫原子能級如圖所示)?

(2)若上述碰撞中可以使基態氫原子發生電離，則氫原子的初動能至少為多少？

Answer 1

【答案】(1)不能 (2)27.2 eV

【解析】

(1)設運動氫原子的速度為v0，完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動能ΔE被基態氫原子吸收．若ΔE＝10.2 eV，則基態氫原子可由n＝1躍遷到n＝2.由動量守恒和能量守恒有：

mv0＝2mv①

mv＝mv2＋mv2＋ΔE②

mv＝Ek③

Ek＝13.6 eV④

解①②③④得，ΔE＝·mv＝6.8 eV

因為ΔE＝6.8 eV<10.2 eV.

所以不能使基態氫原子發生躍遷．

(2)若使基態氫原子電離，則ΔE＝13.6 eV，代入①②③得Ek＝27.2 eV.