题目

题型：不详难度：来源：

（1）氢原子能级图如图所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量为多少电子伏特？一群处于n=4能级的氢原子回到n=1能级的过程中，可能辐射多少种不同频率的光子？
（2）静止的锂核

63

Li俘获一个速度为8×10⁶m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核

42

He，它的速度大小是8×10⁶m/s，方向与反应前的中子速度方向相同，求反应后产生的另一个粒子的速率．

答案

（1）根据氢原子能及图可知，要使处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，即发生电离，
则需吸收的能量应为13.6eV．
根据数学组合

C

2n

可知：一群处于n=4能级的氢原子回到n=1能级的过程中可能辐射的光谱线条数为：N=

4(4-1)

2

=6条．
（2）此核反应的方程式为

73

Li+

10

n→

42

He+

31

H
设中子质量为m，则氦核质量为4m，氢核质量为3m，规定中子的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得：
mv₁=4mv₂+3mv₃，
解得：v₃=-8×10⁶m/s
即：反应后所产生的另一个粒子的速度大小为8×10⁶m/s，方向与反应前的中子速度方向相反．
答：（1）要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量为13.6电子伏特，一群处于n=4能级的氢原子回到n=1能级的过程中，可能辐射6种不同频率的光子．
（2）反应后产生的另一个粒子的速率是8×10⁶m/s．