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1. 光电离氢原子时的波长比λ电/λ光
当氢原子的电子处于能级En时,电子的动能也为En,非相对论条件下计算的电子德布罗意波长
λ电=h/(2mEn)1/2 (1)
式中m是电子质量,h是普朗克常量。光电离处于能级En的氢原子需要的能量也是En。根据爱因斯坦观点,能量为En的光子波长
λ光=hc/En (2)
式中c是真空光速。发生光电离时电子与光子的波长比
λ电/λ光= En1/2/c(2m)1/2 (3)
可见波长比与能级En有关。众所周知,氢原子的各能级上电子的动能
En=e2/8πε0a0n2 (4)
式中e是电子电量,a0是玻尔半径,n是氢原子能级的主量子数。将式(4)代入式(3)得到
λ电/λ光= En1/2/c(2m)1/2=e/4cn(mπε0a0)1/2 (5)
根据式(5)计算的波长比值见表1。由表1可见λ电/λ光最大值为3.64×10-3,此值远小于1,其余的λ电/λ光值更小,即R电/R光=(2p/l电)/(2p/l光)=λ光/λ电>>1。因此在氢原子发生光电离情况下,按照曲率波理论,光应按粒子来考虑。这种处理方法符合爱因斯坦光电效应理论。
表1处于能级n的氢原子被光电离时的λ电/λ光
能级n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
¼ |
λ电/λ光 |
3.64×10-3 |
1.82×10-3 |
1.21×10-3 |
9.10×10-4 |
7.28×10-4 |
6.06×10-4 |
¼ |
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