Question

原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級躍遷(在碰撞中，動能損失最大的是完全非彈性碰撞)．一個具有13.6 eV動能、處于基態(tài)的氫原子與另一個靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對心正碰．

(1)是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級躍遷(氫原子能級如圖11所示)?
(2)若上述碰撞中可以使基態(tài)氫原子發(fā)生電離，則氫原子的初動能至少為多少？

Answer 1

(1)不能　(2)27.2 eV

(1)設(shè)運動氫原子的速度為v₀，完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動能ΔE被基態(tài)氫原子吸收．若ΔE＝10.2 eV，則基態(tài)氫原子可由n＝1躍遷到n＝2.由動量守恒和能量守恒有：
mv₀＝2mv①
mv＝mv²＋mv²＋ΔE②
mv＝E_k③
E_k＝13.6 eV④
解①②③④得，ΔE＝·mv＝6.8 eV
因為ΔE＝6.8 eV<10.2 eV.
所以不能使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷．
(2)若使基態(tài)氫原子電離，則ΔE＝13.6 eV，代入①②③得E_k＝27.2 eV.