题目

题型：山东省模拟题难度：来源：

实验室考查氢原子跃迁时的微观效应，设原来处于静止状态的大量激发态氢原子，其核外电子处于n=5的能级状态轨道。已知氢原子基态能级E₁=-13.6ev，氢原子质量为m_H=1.67×10^-27kg。
（1）求出可能的跃迁光子种类；
（2）若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用表示，试求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率。

答案

解：（1）可以有种不同频率的光子辐射。
（2）由题意知氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级时，氢原子具有最大反冲速率。
氢原子发生跃迁时辐射出的光子能量为，
开始时，将原子（含核外电子）和即将辐射出去的光子作为一个系统。
由动量守恒定律可得，光子的动量，
氢原子的反冲动量大小为：，
即氢原子速度为，又
所以。