Question

【题目】氢原子的能级示意图如图所示，现有每个电子的动能都为Ee=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰．已知碰撞前一个电子与一个原子的总动量为零．碰撞后，氢原子受激，跃迁到n=4的能级．求碰撞后1个电子与1个受激氢原子的总动能．（已知电子的质量me与氢原子的质量mH之比为1：1840）

Answer 1

【答案】解答：以Ve和VH表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，
根据题意有：meVe﹣mHVH=0
碰撞前，氢原子与电子的总动能为EK= +
解以上两式并代入数据得：
Ek=12.897eV≈12.90eV
氢原子从基态激发到n=4的能级所需能量由能级图得△E=﹣0.85﹣（﹣13.59）=12.74eV
碰撞后电子和受激氢原子的总动能E'k=Ek﹣△E=12.90﹣12.74=0.16eV
答：碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能是0.16eV ．
【解析】根据动量守恒研究电子与氢原子发生碰撞列出等式，根据动能的表达式求出碰撞前一个电子和一个受激氢原子的总动能．
根据能量需要等于两能级间的能级差求出碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能．
【考点精析】掌握玻尔原子理论是解答本题的根本，需要知道从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞．