Question

【题目】氢原子能级图如图所示，氢原子质量为mH=1.67×10-27kg。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（h为普朗克常量，v为光子频率，c=3×108m/s），忽略氢原子的动能变化，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

【答案】（1）10种；（2）4.17m/s．

【解析】

（1）氢原子由高能级向低能级跃迁时，可能发射出n==10种不同频率的光辐射．
（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．氢原子发生跃迁时辐射出的光子能量为．
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：mHvH-p光=0
光子的动量，氢原子速度为 ．
所以v原=4.17m/s．