Question

【题目】有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞．己知碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收，从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．若氢原子碰撞后发出一个光子，则速度v0至少需要多大?已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)．

Answer 1

【答案】

【解析】

碰撞过程动能减小最大的是完全非弹性碰撞，假设减小的动能完全转化为氢原子的激发态的能量，根据动量守恒定律和频率条件列式求解即可．

两个氢原子碰撞过程动量守恒，当两个氢原子发生完全非弹性碰撞时，损失动能最大，根据动量守恒定律，有：mv0=2mv
解得：v=v0；
减小的动能为：△E＝mv02×2m×v2；
根据题意，减小的动能完全转化为氢原子的激发态的能量，因氢原子碰撞后发出一个光子，则对应着从n=2到n=1的跃迁，故有：△E＝E2E1＝E1；
解得：v0=；