核式结构模型 α粒子散射实验 全部正电荷和几乎全部质量集中在核里,电子绕核旋转 成功解释了α粒子散射实验,无法解释原子的稳定性与原子光谱的分立特征 玻尔的原子模型 氢原子光谱的研究 在核式结构模型基础上,引入量子化观点 成功解释了氢原子光谱,无法解释较复杂的原子光谱 [例1] α粒子的质量大约是电子质量的7 300倍,如果α粒子以速度v跟电子发生弹性正碰(假设电子原来是静止的),则碰撞后α粒子的速度变化了多少?
[解析] 设电子质量为m,碰后α粒子速度为v1,电子速度为v2,由弹性正碰中动量和能量守恒有
×7 300mv2=×7 300mv12+mv22,
7 300mv=7 300mv1+mv2,
解得v1=v=v。
因此碰撞后α粒子速度减少了Δv=v-v1=v。
[答案] v
专题二 光子和实物粒子引起的两种跃迁 1.光子和原子作用
(1)原子在各定态之间跃迁:跃迁条件hν=Em-En,原子的一次跃迁,只能吸收一个光子的能量,且该光子的能量恰好等于跃迁的能级差,否则该光子不被原子吸收。
(2)原子电离:光子的能量大于或等于原子所处能级的能量的绝对值时,即hν≥E∞-Em,就会被处于第m能级的氢原子吸收而使之发生电离,入射光子的能量越大,原子电离后产生的自由电子的动能越大,原子电离时不再受hν=Em-En这个条件的限制。
2.实物粒子和原子作用
实物粒子和原子碰撞,其动能可全部或部分地被原子吸收,只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差,即满足E≥Em-En,均可使原子受激向较高能级跃迁。
[例2] 氢原子的能级示意图如图21所示,现有每个电子的动能都为Ee=12.89 eV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迎头正碰。已知碰撞前一个电子与一个氢原子的总动量为零。碰撞后,氢原子受激发而跃迁到n=4的能级。求碰撞后1个电子与1个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1∶1 840)