Question

模塊3—5試題（12分）

（1）（4分）能量為E_i的光子照射基態氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子，這一能量E_i稱為氫的電離能。現用一頻率為v的光子從基態氫原子中擊出了一電子，該電子在遠離核以后速度的大小為           （用光子頻率v、電子質量m、氫的電離能E_i與普朗克常量h表示）

（2）（8分）在核反應堆中，常用減速劑使快中子減速。假設減速劑的原子核質量是中子的k倍，中子與原子核的每次碰撞都可看成是彈性正磁。設每次碰撞前原子核可認為是靜止的，求N次碰撞后中子速率與原速率之比。

 

Answer 1

【答案】

（1）

（2）

【解析】（1）   （4分）

（2）設中子和作減速劑的物質的原子核A的質量分別為和，碰撞后速度分別為，碰撞前后的總動量和總能量守恒，有

        ①

       ②

    式中為碰撞前中子速度，由題設

        ③

    由①②③式，經1次碰撞后中子速率與原速率之比為

        ④

    經N次碰撞后，中子速率與原速率之比為

        ⑤

    評分參考：本題共8分，①②④⑤式各2分.