Question

【题目】原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)。一个具有13.6 eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰。

(1)是否可以使基态氢原子发生能级跃迁(氢原子能级如图所示)?

(2)若上述碰撞中可以使基态氢原子发生电离，则氢原子的初动能至少为多少？

Answer 1

【答案】(1)不能 (2)27.2 eV

【解析】

(1)设运动氢原子的速度为v0，完全非弹性碰撞后两者的速度为v，损失的动能ΔE被基态氢原子吸收．若ΔE＝10.2 eV，则基态氢原子可由n＝1跃迁到n＝2.由动量守恒和能量守恒有：

mv0＝2mv①

mv＝mv2＋mv2＋ΔE②

mv＝Ek③

Ek＝13.6 eV④

解①②③④得，ΔE＝·mv＝6.8 eV

因为ΔE＝6.8 eV<10.2 eV.

所以不能使基态氢原子发生跃迁．

(2)若使基态氢原子电离，则ΔE＝13.6 eV，代入①②③得Ek＝27.2 eV.