Question

模塊3—5試題（12分）
（1）（4分）能量為E_i的光子照射基態氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子，這一能量E_i稱為氫的電離能。現用一頻率為v的光子從基態氫原子中擊出了一電子，該電子在遠離核以后速度的大小為          （用光子頻率v、電子質量m、氫的電離能E_i與普朗克常量h表示）
（2）（8分）在核反應堆中，常用減速劑使快中子減速。假設減速劑的原子核質量是中子的k倍，中子與原子核的每次碰撞都可看成是彈性正磁。設每次碰撞前原子核可認為是靜止的，求N次碰撞后中子速率與原速率之比。

Answer 1

（1）
（2）

（1）  （4分）
（2）設中子和作減速劑的物質的原子核A的質量分別為和，碰撞后速度分別為，碰撞前后的總動量和總能量守恒，有
   ①
   ②
式中為碰撞前中子速度，由題設
    ③
由①②③式，經1次碰撞后中子速率與原速率之比為
    ④
經N次碰撞后，中子速率與原速率之比為
    ⑤
評分參考：本題共8分，①②④⑤式各2分.