Question

【題目】一個(gè)處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)處于基態(tài)的氫原子碰撞，問：可能發(fā)生非彈性碰撞的最小速度為多少？氫原子的質(zhì)量是 kg，電離能.

Answer 1

【答案】

【解析】

氫原子的基態(tài)能量為，第一激發(fā)態(tài)能量為，因此氫原子只有獲得能量，才會(huì)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài). 小于該能量，氫原子不吸收，產(chǎn)生的是彈性碰撞．因此，我們要求兩個(gè)氫原子在碰撞過程中能量損失小于上述數(shù)值．顯然在同樣條件下，兩個(gè)原子發(fā)生迎面對(duì)心碰撞能量損失最大，設(shè)兩原子相向速率為，碰撞后兩原子相對(duì)靜止，其能量損失為，該能量若要使一個(gè)氫原子激發(fā)，需滿足，即，所以，，即兩氫原子以大于的速度相對(duì)運(yùn)動(dòng)碰撞，有可能引起氫原子的激發(fā)，產(chǎn)生非彈性碰撞.

原子的躍遷是能量的轉(zhuǎn)化問題，只是玻爾原子理論告訴我們，這種躍遷是量子化的，因此，原子躍遷時(shí)，對(duì)所吸收的光子有能量方面的要求，因?yàn)楣庾拥哪芰渴钦�體性的，但對(duì)于由于原子間的碰撞所引起的躍遷，則原子碰撞中的能量損失只要滿足躍遷所需的能量即可，剩余的能量可由原子以動(dòng)能的形式殘存.