《普通物理11》Word格式文档下载.docx
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求可能发生非弹性碰撞的最小速度为多少?
已知氢原子的质量是1.67×
10-27kg,氢原子基态的能量为E=-13.6eV。
解:
两个基态氢原子发生碰撞,如果损失的能量大于氢原子由基态跃迁到第一激
发态所需的能量,则氢原子会被另一个氢原子吸收,则该碰撞为非弹性碰撞。
由玻尔的氢原子理论得氢原子基态和第一激发态的能量分别为
(1)
(2)
由
(1)
(2)式得氢原子只有获得能量
(3)
才会从基态跃迁到激发态,两个基态氢原子才可能发生非弹性碰撞。
在同样条件下,两个原子发生迎面对心碰撞时能量损失最大,设两原子相向速率为v,碰撞后两原子静止,其能量损失为
(4)
发生非弹性碰撞的最小速度,即该能量刚好使一个氢原子激发,有
,由(3)(4)式可得
(5)
将(5)代入数据并整理得
(6)
由此可知两氢原子以大于这个速度的相对速率碰撞,有可能引起氢原子的激发,产生非弹性碰撞。
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