用粒子轰击原子可使其从基态跃迁到激发态,设原子基态和激态的能量差为△E,现分别用电子和质子轰击质量为M的静止原子,试问欲
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/10 08:54:55
用粒子轰击原子可使其从基态跃迁到激发态,设原子基态和激态的能量差为△E,现分别用电子和质子轰击质量为M的静止原子,试问欲使上述跃迁发生,所需的最小动能是否相等?对你的回答给出相应的分析和计算.
原子跃迁所需要的能量来自粒子与原子碰撞过程中损失的机械能.
要使入射粒子的动能最小,△E一定,据能量守恒知,需碰撞过程中机械能损最大,即必须发生完全非弹性碰撞.
设入射粒子的质量为m,与原子碰撞前后动量和能量守恒分别得:
mυ1=mυ2+Mυ ①
1
2m
υ21=
1
2m
υ22+
1
2mυ2+△E ②
又因为υ2=υ(因为完全非弹性碰撞) ③
解以三式得入射粒子的最小动能为
E=
1
2mv2+(1+
m
M)△E ④
令电子、质子质量分别为m1、m2,因m1<m2,
则由④式知,所需的最小动能不相等,电子的最小动能E1小于质子的最小动能E2.
答:所需的最小动能不相等,电子的最小动能E1小于质子的最小动能E2.
要使入射粒子的动能最小,△E一定,据能量守恒知,需碰撞过程中机械能损最大,即必须发生完全非弹性碰撞.
设入射粒子的质量为m,与原子碰撞前后动量和能量守恒分别得:
mυ1=mυ2+Mυ ①
1
2m
υ21=
1
2m
υ22+
1
2mυ2+△E ②
又因为υ2=υ(因为完全非弹性碰撞) ③
解以三式得入射粒子的最小动能为
E=
1
2mv2+(1+
m
M)△E ④
令电子、质子质量分别为m1、m2,因m1<m2,
则由④式知,所需的最小动能不相等,电子的最小动能E1小于质子的最小动能E2.
答:所需的最小动能不相等,电子的最小动能E1小于质子的最小动能E2.
用粒子轰击原子可使其从基态跃迁到激发态,设原子基态和激态的能量差为△E,现分别用电子和质子轰击质量为M的静止原子,试问欲
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