Question

【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'。

Answer 1

【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：p′＝mv