Question

实验室考查氢原子跃迁时的微观效应。已知氢原子能级图如图所示，氢原子质量为。设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处于n=5的能级状态。
①求氢原子由高能级向低能级跃迁时，可能发射出多少种不同频率的光；
②若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用表示a为普朗克常量，v为光子频率,c为真空中光速），求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率。（保留三位有效数字）

Answer 1

①可以有种不同频率的光辐射②

①可以有种不同频率的光辐射。（3分）
②由题意知氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级时，氢原子具有最大反冲速率。（1分）
氢原子发生跃迁时辐射出的光子能量为    （1分）
开始时，将原子（含核外电子）和即将辐射出去的光子作为一个系统，
由动量守恒定律可得：（2分）
光子的动量，   （1分）
氢原子速度为
所以（1分）