《普通物理11》.docx

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《普通物理11》

一个处于基态的氢原子与另一个基态氢原子碰撞。

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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