题目内容
【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)
【答案】0.16eV
【解析】
试题分析: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=mHvH2+meve2
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
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