解题思路:(1)发射光子后氢原子能量为E=E1+(-34E1)=E14,根据氢原子第n能级的能量为En=E1n2,分析n的数值,判断发射光子后氢原子所处的能级.根据玻尔理论氢原子发射光子能量E=Em-En(m>n),得到氢原子发射光子前能量,再判断能级.(2)细线断开后,弹簧恢复原长前,弹簧对A、B有向两侧的弹力,故物块B加速,物体A减速.滑块A的动能变为原来的14,求出A滑块的速度.然后根据动量守恒定律列式进行分析.
发射光子后氢原子能量为:E=E1+(-[3/4]E1)=
E1
4,
根据玻尔理论氢原子发射光子能量为:E=Em-En(m>n),
氢原子发射光子前的能量:E′=
E1
4+(-[3/16]E1)=
E1
16.
根据氢原子第n能级的能量为:En=
E1
n2,得到发射光子前n=4,发射光子后n=2.
(2)设弹簧恢复原长时m1、m2的速度分别为v1、v2,在运动过程中,系统机械能守恒,由机械能守恒定律得:
[1/2m1
v21=
1
4•
1
2m1
v20],
解得:v1=
v0
2,
系统动量守恒,以初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
(m1+m2)v0=m1v1+m2v2,
解得:v2=
m1+2m2
2m2v0;
故答案为:(1)4;2;
(2)弹簧第一次恢复到原长时B的速度为
m1+2m2
2m2v0.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;氢原子的能级公式和跃迁.
考点点评: (1)本题考查对玻尔理论的理解和应用能力,关键抓住氢原子发射光子能量E=Em-En(m>n)和能级公式En=E1n2.(2)分析清楚物体的运动过程,关键根据动量守恒定律列式并根据动能与速度关系进行分析.