據(jù)1951年,物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了"電子偶數(shù)",所謂"電子偶數(shù)"就是由一個負電子和一個正電子繞它們連線的中點旋轉(zhuǎn)形成的相對穩(wěn)定的系統(tǒng).已知正、負電子的質(zhì)量均為m,普朗克常量為h,靜電常量為k.
(1)若正、負電子是由一個光子和核場作用產(chǎn)生的,且相互作用過程中核場不提供能量,則此光子的報率必須大于某個臨界值,此臨界值為多大?
(2)假設(shè)"電子偶數(shù)"中,正負電子繞它們連線的中點做勻速圓周運動的軌道半徑r、運動速度v及電子質(zhì)量滿足波爾的軌道量子化理論:."電子偶數(shù)"的能量為正、負電子運動的動能和系統(tǒng)的電勢能之和,已知兩正、負電子相距L時系統(tǒng)的電勢能為.試求n=1時"電子偶數(shù)"的能量.
(3)"電子偶數(shù)"由第一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子的波長為多大?
 
(1)        (2)(3)
(1)由題意知,所以。
(2)"電子偶數(shù)"繞質(zhì)量中心(即幾何中心)轉(zhuǎn)動,則
故"電子偶數(shù)"的總動能為。
又已知其電勢能,故"電子偶數(shù)"的總能量為。
根據(jù)波爾的軌道量子化理論,可得。
解之得,
在n=1時有
(3)"電子偶數(shù)"從第一激發(fā)態(tài)(n=2)躍遷至基態(tài)時,放出能量,可得
,又,得。  
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

已知氫原子處于基態(tài)時,原子的能量E1=-13.6 eV,電子的軌道半徑為r1=0.53×10-10 m;而量子數(shù)為n的能級值為,半徑.試問(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字):
(1)若要使處于n=2的激發(fā)態(tài)的氫原子電離,至少要用頻率多大的光照射氫原子?
(2)氫原子處于n=2能級時,電子在軌道上運動的動能和電子的電勢能各為多少?
(靜電力常量k=9×109 N·m2/C2,電子電荷量e=1.6×10-19 C,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

氫原子的部分能級如圖所示。用單色光照射處于基態(tài)的氫原子,氫原子吸收光子后躍遷到n=3的激發(fā)態(tài),此后氫原子又放出光子。在此過程中,氫原子      (   )
A.吸收光子的能量可以是任意值
B.吸收光子的能量是某一確定值
C.放出光子的能量可以是任意值
D.放出光子的能量是某一確定值

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

用質(zhì)量為m的電子去轟擊一個質(zhì)量為M、最初靜止的氫原子可以使其從基態(tài)躍遷到某激發(fā)態(tài),設(shè)該激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能量差為ΔE,欲使上述躍遷能夠發(fā)生,電子的最小初動能是多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列說法正確的是
A.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的裂變反應(yīng)
B.盧瑟福的粒子散射實驗可以估測原子核的大小
C.大量氫原子從n=4的激發(fā)態(tài)躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)時,可以產(chǎn)生4種不同頻率的光子
D.當(dāng)鈾塊的體積小于臨界體積時就會發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),瞬時放出巨大能量

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

設(shè)氫原子的基態(tài)能量為E1。某激發(fā)態(tài)的能量為E,則當(dāng)氫原子從這一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時,所________________(填“輻射”或“吸收”)的光子在真空中的波長為________。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài),當(dāng)它們躍遷時,有可能放出______種能量的光子;在能級______與能級______間躍遷時所發(fā)出的光子的波長最長.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

根據(jù)氫原子的能級圖,現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(量子數(shù)n=1)的氫原子上,受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的光,則照射氫原子的單色光的光子能量為(  )
A.13.6eVB.3.4eVC.10.2eVD.12.09eV

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一群處于基態(tài)的氫原子受某種單色光照射時,只能發(fā)射甲、乙、丙三種單色光,其中甲光的波長最短,丙光的波長最長,則甲、丙這兩種單色光的光子能量之比E:E等于(  )
A.3:2B.6:1C.32:5D.9:4

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同步練習(xí)冊答案