问题
计算题
如图5所示为氢原子能级示意图，现有每个电子的动能都是Ee=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生正碰。已知碰撞前一个电子和一个氢原子的总动量恰好为零。碰撞后氢原子受激发，跃迁到n＝4的能级。求碰撞后电子和受激氢原子的总动能。已知电子的质量me与氢原子的质量mH之比为
。
答案
eV
用ve和vH表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，根据题意有
①
碰撞前，氢原子与电子的总动能为 
②
解①②两式并代入数据得 
eV ③
氢原子从基态激发到n=4的能级所需能量由能级图得
eV ④
碰撞后电子和受激氢原子的总动能
eV ⑤
本题考查氢原子能级问题，由碰撞的动量守恒和碰撞前的动能列式求解，氢原子从基态跃迁到第4能级所需要的能量差由图可计算出来，从而求得总动能