Question

有兩個質量為m的均處于基態的氫原子A、B，A靜止，B以速度v₀與之發生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收．從而該原子由基態躍遷到激發態，然后，此原子向低能級態躍遷，并發出光子．如欲碰后發出一個光子，則速度v₀至少需要多大？己知氫原子的基態能量為E₁ （E₁＜0）．

Answer 1

兩個氫原子碰撞過程動量守恒，當兩個氫原子發生完全非彈性碰撞時，損失動能最大，根據動量守恒定律，有：
mv₀=2mv
解得：v=

1

2

v0；
減小的動能為：△E=

1

2

m

v

20

-

1

2

×2m×v2；
根據題意，減小的動能完全轉化為氫原子的激發態的能量，故有：
△E=E2-E1=-

3

4

E；
解得：v₀=

-3E m

；
答：速度v₀至少需要為

-3E m

．