一μ介子原子,包含一带Ze正电荷的核和一绕核运动的负μ介子(μ-),μ-带有-e电荷,质量是电子质量的207倍,按玻尔理
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解题思路:(1)根据轨道半径公式,当Z=1,n=1时代入,即可求解;(2)根据基态能量,代入数据,即可求解;(3)根据普朗克常量与电子电量,结合基态能量公式,与△E=hcλ,即可求解.

(1)根据玻尔理论可得:μ介子原子的核外μ-介子绕核运动的轨道半径为:rm=

E0h2n2

πmpe2Z;n=1,2,3…

可得:rm∝[1

mp

当Z=1,n=1时,第一玻尔轨道半径为:r1=

E0h2

πmpe2=

1/207r0

(式中r0=0.53×10-10m,为基态氢原子半径)

(2)基态(m=1)的能量为:E1=

mpe4Z2

8

E20h2]∝mp

当Z=1时,得:E1=-207E0

式中E0为氢原子基态能量,即E0=13.6eV,所以:E1=-207×13.6=2.815×103eV

(3)因h=6.63×10-34J•S

e=1.6×10-19C

则有:E1p=-2.815×103eV

E2p=-

2.815×103

4eV

赖曼系第一条谱线波长λp满:足[hc

λp=E2P−E1P

λP=

hc

E2P−E1P=

hc

3/4(−E1P)]=

4×6.63×10−34×3×108

3×2.85×103×1.6×10−19=5.89×10-10A

λH=207λp

答:(1)第一玻尔轨道半径

1

207r0;

(2)基态的能量2.815×103eV;

(3)赖曼系第一条普线的波长,与氢原子的赖曼系第一条谱线比较,氢原子谱线波长长.

点评:

本题考点: 玻尔模型和氢原子的能级结构;氢原子的能级公式和跃迁.

考点点评: 考查轨道半径与能级公式的应用,注意细心的计算是解题的关键,同时掌握△E=hcλ的公式的应用,注意能量的正负值.