Question

19．物理学家在微观领域发现了“电子偶素”现象．所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统．类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态（能级）也是不连续的．若规定两电子相距无限远时该系统的势能为零，则该系统的最低能量值为E（E＜0），称为“电子偶素”的基态．处于基态的“电子偶素”系统，可能由于吸收一个光子而达到更高的能级，甚至正、负电子分离导致系统瓦解，也可能由于正、负湮没而转化为光子．已知基态对应的电子运动的轨道半径为r，正、负电子的质量均为m，电荷量大小均为e，光在真空中传播的速度为c，静电力常量为k，普朗克常量为h．则下列说法中正确的是（　　）

• A． 该“电子偶素”系统可吸收任意频率的光，使其达到能量值更高的激发态
• B． 若用光照射处于基态的“电子偶素”系统，使其发生瓦解，则光的波长可以是满足λ≤$\frac{hc}{E}$的任意值
• C． 若处于基态的“电子偶素”系统的负电子和正电子淹没，转化为1个光子，光子频率为$\frac{m{c}^{2}}{h}$
• D． 若处于基态的“电子偶素”系统的负电子和正电子湮没，转化为2个光子，光子频率为$\frac{m{c}^{2}}{h}$

Answer 1

分析 电子偶数能量等于两个电子动能和电势能之和，根据库仑引力提供向心力求出电子的动能，通过E_m-E_n=hv求出“电子偶数”的最大频率和最小波长．

解答 解：A、根据频率条件，只有光子能量大于或等于电子偶素基态与高能级差值才可能达到能量值更高的激发态，故A错误；
B、若用光照射处于基态的“电子偶素”系统，使其发生瓦解，光子能量大于或等于E，则光的波长可以是满足λ≤$\frac{hc}{E}$的任意值，故B正确；
C、若处于基态的“电子偶素”系统的负电子和正电子淹没，转化为2个光子，光子频率为$\frac{m{c}^{2}}{h}$，故C错误，D正确．
故选：BD．

点评 考查电子受到的电场力作用为向心力做匀速圆周运动，掌握牛顿第二定律的应用，知道系统的能量是动能与电势能之和．