1951年,物理学家发现了“电子偶素”,所谓“电子偶素”,就是由一个负电子和一个正电子绕它们的质量中心旋转形成的相对稳定的系统.已知正、负电子的质量均为me,普朗克常量为h,静电力常量为k.
(1)若正、负电子是由一个光子和核场相互作用产生的,且相互作用过程中核场不提供能量,则此光子的频率必须大于某个临界值,此临界值为多大?
(2)假设“电子偶数”中正、负电子绕它们质量中心做匀速圆周运动的轨道半径r、运动速度v及电子的质量满足玻尔的轨道量子化理论:2mevr=n(h/2π),n=1,2……“电子偶素”的能量为正负电子运动的动能和系统的电势能之和,已知两正负电子相距为L时系统的电势能为E=-k(e2/L),试求n=1时“电子偶素”的能量。
(3)“电子偶素”由第一激发态跃迁到基态发出光子的波长为多大?
解:(1)设光子频率的临界值为ν0,则有
?hν0=2mec2, ν0=(2mec2)/h. ①
(2)由于正、负电子质量相等,故两电子的轨道半径相等,设为r,则正负电子间距为2r,速度均为v,则有
(ke2)/(4r2)=me(ν2/r), ②
依题意,有 2mevr=nh/(2π), ③
而电子偶数能量
En=2×(1/2)mev2-(ke2)/(2r), ④
由②③④式联立得
En=-(mek2π2e4)/(h2n2),n=1,2…… ⑤
取n=1可得电子偶数基态能量为
E1=-(mek2π2e4)/(h2).
(3)由⑤式可得电子偶数处于第一激发态时的能量为E2=(1/4)E1,即n=2,与En=E1/n2相同.设电子偶数从第一激发态跃迁到基态时发出光子的波长为λ,则
E2-E1=hc/λ,
由由以上各式解得 λ=(4h3c)/(3mek2π2e4).
科目:高中物理 来源: 题型:
h |
2π |
e2 |
L |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
nh |
2π |
e2 |
L |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
(15分)1951年,物理学家发现了“电子偶数”,所谓“电子偶数”就是由一个负电子和一个正电子绕它们的质量中心旋转形成的相对稳定的系统.已知正、负电子的质量均为me,普朗克常数为h,静电力常量为k,假设“电子偶数”中正、负电子绕它们质量中心做匀速圆周运动的轨道半径r、运动速度v及电子的质量满足量子化理论:2mevnrn=nh/2π,n=1,2……“电子偶数”的能量为正负电子运动的动能和系统的电势能之和,已知两正负电子相距为L时的电势能为Ep=-k,试求n=1时“电子偶数”的能量。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
据1951年,物理学家发现了"电子偶数",所谓"电子偶数"就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点旋转形成的相对稳定的系统.已知正、负电子的质量均为m,普朗克常量为h,静电常量为k.
(1)若正、负电子是由一个光子和核场作用产生的,且相互作用过程中核场不提供能量,则此光子的报率必须大于某个临界值,此临界值为多大?
(2)假设"电子偶数"中,正负电子绕它们连线的中点做匀速圆周运动的轨道半径r、运动速度v及电子质量满足波尔的轨道量子化理论:. "电子偶数"的能量为正、负电子运动的动能和系统的电势能之和,已知两正、负电子相距L时系统的电势能为.试求n=1时"电子偶数"的能量.
(3)"电子偶数"由第一激发态跃迁到基态发出的光子的波长为多大?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源:2004年江苏省高考物理模拟试卷(4月份)(解析版) 题型:解答题
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com