Question

（1）一氫原子從能量為E₂的能級(jí)躍遷至能量為E₁的較低能級(jí)時(shí)釋放的光子的波長(zhǎng)為_(kāi)_____（真空中光速c，普朗克常數(shù)h）
（2）盧瑟福用a粒子轟擊氮核時(shí)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子．完成其核反應(yīng)方程：______
（3）如圖所示，弧形軌道與水平軌道平滑連接，軌道每處都是光滑的，且水平部分足夠長(zhǎng)．質(zhì)量為m₁的A球由靜止從弧形軌道滑下，在水平軌道與質(zhì)量為m₂的B球發(fā)生彈性對(duì)心碰撞．要使兩球能發(fā)生第二次碰撞，兩球質(zhì)量應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系？

Answer 1

【答案】分析：（1）從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，輻射光子，輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差．
（2）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒進(jìn)行配平，確定出新核，寫(xiě)出核反應(yīng)方程式．
（3）兩球發(fā)生彈性對(duì)心碰撞，系統(tǒng)的動(dòng)量和動(dòng)能均守恒，由兩大守恒定律列式得到第一次碰撞后兩球的速度，要發(fā)生第二次碰撞，第一次碰撞后m₁的速度大小應(yīng)大于m₂的速度大小，根據(jù)速度關(guān)系，即可得到質(zhì)量關(guān)系．
解答：解：（1）根據(jù)玻爾理論可知，氫原子從能量為E₁的較高能級(jí)躍遷到能量為E₂的較低能級(jí)，輻射的光子能量為E₁-E₂．
根據(jù)E1-E=h，則光子波長(zhǎng)λ=．
（2）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒進(jìn)行配平，得：該核反應(yīng)方程為：
₂⁴He+₇¹⁴N→₈¹⁷O+₁¹H．
（3）設(shè)A球碰撞前的速度為v，碰后兩球的速度分別為v₁、v₂，取向右方向?yàn)檎�方向�?br />根據(jù)動(dòng)量守恒和動(dòng)能守恒得：
   m₁v=m₁v₁+m₂v₂
  =+
解得，v₁=
      v₂=
要能使兩球發(fā)生第二次碰撞的條件是：-v₁＞v₂，
解得，m₂＞3m₁．
故答案為：
（1）．
（2）該核反應(yīng)方程為：₂⁴He+₇¹⁴N→₈¹⁷O+₁¹H．
（3）要使兩球能發(fā)生第二次碰撞，兩球質(zhì)量應(yīng)滿足的關(guān)系是：m₂＞3m₁．
點(diǎn)評(píng)：第1題解決的關(guān)鍵知道輻射或吸收光子的能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，即E_m-E_n=hv．第2題質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程．第3題要掌握彈性碰撞的基本規(guī)律：動(dòng)量守恒和動(dòng)能守恒．