Question

(1)原子處于基態時最穩定，處于較高能級時會自發地向低能級躍遷．如圖所示為氫原子的能級圖．現讓一束單色光照射到大量處于基態(量子數n＝1)的氫原子上，被激發的氫原子能自發地發出3種不同頻率的色光，則照射氫原子的單色光的光子能量為多少eV？用這種光照射逸出功為4.54 eV的金屬表面時，逸出的光電子的最大初動能是多少eV?
(2)靜止的Li核俘獲一個速度v₁＝7.7×10⁴ m/s的中子而發生核反應，生成兩個新核．已知生成物中He的速度v₂＝2.0×10⁴ m/s，其方向與反應前中子速度方向相同．
①寫出上述反應方程．
②求另一生成物的速度．

Answer 1

：(1)12.09　7.55　(2)①Li＋n→H＋He
②1×10³ m/s　運動方向與氦核相反

：(1)由C＝3可知n＝3，故照射光的光子能量為E₃－E₁＝12.09 eV
由E_K＝hν－W知E_K＝(12.09－4.54) eV＝7.55 eV.
(2)①核反應方程式為Li＋n→H＋He.
②設中子、氦核、新核的質量分別為m₁、m₂、m₃，
它們的速度分別為v₁、v₂、v₃，
根據動量守恒有：m₁v₁＝m₂v₂＋m₃v₃
v₃＝＝－1×10³ m/s
負號說明新核運動方向與氦核相反．