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一个处于基态的氢原子

2021-04-25知识17

一个处于基态的氢原子和另一个静止的基态氢原子碰撞,问:可能发生非弹性碰撞的最小速度是多少?(氢原子的质量为1.67*10的-27次方kg,电离能E=13.6eV=2.18*10的-18次方J) 氢原子碰撞的性质,在能量很小的时候,碰撞是弹性的,因为那时的碰撞分配后,没有多余的能量供给核外电子激发。氢原子发生弹性碰撞的最小速度不是其中一个氢被电离的时候,而是其中一个氢被激发;我们可以根据玻尔模型算出氢原子的基态能量E1=-13.6eV,第一激发态能量E2=(E1)/22=-3.4eV.ΔE=E2-E1=10.2eV;可以列出碰撞方程:两个氢原子碰撞瞬间,体系内力远大于体系所受的外力,即满足动量守恒的运用条件,假设氢原子初速度是u,碰撞之后,两个氢原子的速度分别为v和ν;那么有方程:mu=mv+mν…①在这样的中低能碰撞中,没有发生核反应,则能量守恒:0.5mu2=0.5mv2+0.5mν2+ΔE…②化简①②,可得:u=v+ν…③u2=v2+ν2+2ΔE/m…④把③代入④可得:u2=v2+(u-v)2+2ΔE/m=2v2+u2-2uv+2ΔE/m即v2-uv+ΔE/m=0,此二次函数的Δ=u2-4ΔE/m,v=(u±Δ)/2.欲使v有实数解,则Δ≥0,即u2≥4ΔE/m,所以,最小碰撞速度umin=2√(ΔE/m)=2√{10.2eV×1.6×10^(-19)J/eV÷[1.67×10^(-27)Kg]}≈62521.8524672m/s.此时的氢原子动能E=0.5mu2=2ΔE=20.4eV.

一个运动的处于基态的氢原子与另一静止的处于基态的氢原子发生完全非弹性碰撞时,可使这两个氢原子发生相 40.8 eV要使运动氢原子的速度最小,则必须使二百氢原子发生正碰且氢原子发生完全非弹性碰撞损失的动能将全部度被基态氢原子所吸收,由玻尔理论知二基态氢原子碰撞时损失的动能的最小值必为氢原子从n=1激发到n=2能级的回能量差ΔE=E 2-E 1=E设碰前运动的氢原子最小速度为v 0,初动能为答E k,碰后二氢原子速度为v,由动量守恒mv 0=2mv,由能量守恒得:E k=2ΔE得E k=\"4ΔE=40.8\"eV.

处于基态的氢原子吸收一个光子后,则下列说法错误的是( ) A. 电子绕核旋转半径。 处于基态的氢原子吸收一个光子后,则下列说法错误的是()A.电子绕核旋转半径增大 B.电子的动能增大 C.氢原子的电势能增大 D.氢原子的总能量增加

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