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) 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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氢原子的能级示意图如图所示，现有每个电子的动能都为E_e=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m_e与氢原子的质量m_H之比为1：1840）

解：以v_e和v_H表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，

根据题意有：m_ev_e﹣m_Hv_H=0

碰撞前，氢原子与电子的总动能为E_K=m_H+m_e

解以上两式并代入数据得：

E_k=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=E_k﹣△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．

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