题目内容

【题目】根据波尔理论,氢原子处于激发态的能量与轨道量子数n的关系为En=E1/n2 (E1表示处于基态原子的能量,具体数值未知)。一群处于n=4能级的该原子,向低能级跃迁时发出几种光,其中有三种频率的光能使某种金属发生光电效应,这三种光的频率中较低的为γ。一直普朗克常量为h,真空中的光速为c,电子质量为m,求;

(1)该原子处于基态的原子能量E1

(2)频率为γ的光子的动量P;

(3)若频率为γ的光子与静止电子发生正碰,碰后电子获得的速度为v,碰后光子速度方向没有改变,求碰后的光子的动量P'。

【答案】(1)E1=-(2) (3)-mv

【解析】(1)由题意可知:原子向低能级跃迁时发出频率为γ的光子是由n=2向基态跃迁时发出的,
hγ=E1
解得:E1
(2)光子的波长λ=
德布罗意波长公式λ=
可得光子的动量:p
(3)光子与静止电子发生正碰,由动量守恒定律有:p=mv+p′
解得:pmv

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