Question

12．一個具有動能E_K0=13.6eV且處于基態(tài)的氫原子與一個靜止的同樣處于基態(tài)的氫原子發(fā)生正碰，則兩個氫原子的碰撞為（　�。�

• A． 碰后結(jié)合在一起，完全非彈性碰撞
• B． 彈性碰撞，動量和能量都守恒
• C． 一般碰撞，動量守恒、而能量不守恒
• D． 以上說法均錯誤

Answer 1

分析 碰撞分為彈性碰撞與非彈性碰撞，完全非彈性碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能最多；原子碰撞過程系統(tǒng)動量守恒、能量守恒，應(yīng)用動量守恒定律與能量守恒定律求解碰撞前運動氫原子的最小動能，然后判斷碰撞的類型，根據(jù)原子碰撞類型分析答題．

解答 解：如果兩原子碰撞能使氫原子能級發(fā)生躍遷，要使運動氫原子的速度最小，
則必須使二氫原子發(fā)生正碰時氫原子發(fā)生完全非彈性碰撞損失的動能將全部被基態(tài)氫原子所吸收，
由玻爾理論知二基態(tài)氫原子碰撞時損失的動能的最小值必為氫原子從n=1激發(fā)到n=2能級的能量差：
△E=E₂-E₁=（-3.4）-（-13.6）=10.2eV  ①
設(shè)碰前運動的氫原子最小速度為v₀，初動能為E_k，碰后二氫原子速度為v，
兩原子碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以碰撞前運動原子的速度方向為正方向，
由動量守恒定律得：mv₀=2mv  ②
由能量守恒定律得：$\frac{1}{2}$mv₀²=$\frac{1}{2}$•2mv²+△E   ③$\frac{1}{2}$mv₀²=E₀   ④
解得：E₀=20.4eV＞13.6eV，兩原子碰撞不能使基態(tài)氫原子發(fā)生能級躍遷，
碰撞不是非完全彈性碰撞，碰撞為彈性碰撞，碰撞過程系統(tǒng)動量守恒、能量守恒，故B正確；
故選：B．

點評 本題考查碰撞中的動量守恒定律與能量守恒定律的應(yīng)用，應(yīng)用動量守恒定律與能量守恒定律判斷出原子碰撞類型是解題關(guān)鍵；本題同時考查了對玻爾理論的理解和應(yīng)用能力，抓住能量與能級之間的關(guān)系是解題關(guān)鍵．