એક ગતિશીલ હાઇડ્રોજન પરમાણુ સ્થિર હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે હેડ-ઓન અથડામણ કરે છે. અથડામણ પહેલાં બંને પરમાણુઓ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં છે અને અથડામણ પછી તેઓ સાથે ગતિ કરે છે. ગતિશીલ હાઇડ્રોજન પરમાણુની ન્યૂનતમ ગતિ ઊર્જા કેટલી હોવી જોઈએ જેથી એક પરમાણુ ઉત્તેજિત અવસ્થામાં પહોંચે ($eV$ માં)?

હાઇડ્રોજન જેવા પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની કક્ષાની ત્રિજ્યા $4.5 a_0$ છે,જ્યાં $a_0$ એ બોહર ત્રિજ્યા છે. તેનો કોણીય વેગમાન $\frac{3h}{2\pi}$ છે. આપેલ છે કે $h$ એ પ્લાન્કનો અચળાંક છે અને $R$ એ રિડબર્ગ અચળાંક છે. જ્યારે પરમાણુ ઉત્તેજિત અવસ્થામાંથી પાછો ફરે ત્યારે શક્ય તરંગલંબાઇ(ઓ) છે:
$(A)$ $\frac{9}{32R}$ $(B)$ $\frac{9}{16R}$ $(C)$ $\frac{9}{5R}$ $(D)$ $\frac{4}{3R}$

હાઇડ્રોજન પરમાણુ માટે બોહરની $7^{\text{th}}$ કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનની ઝડપ $3.6 \times 10^6\,m/s$ છે. $3^{\text{rd}}$ કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનની અનુરૂપ ઝડપ $m/s$ માં $........\times 10^6$ છે.

$m_{e}$ દળ ધરાવતા ચાર ઇલેક્ટ્રોન $L$ લંબાઈના એક-પરિમાણીય બોક્સમાં છે. ધારો કે ઇલેક્ટ્રોન એકબીજા સાથે આંતરક્રિયા કરતા નથી,પાઉલીના અપવર્જનના સિદ્ધાંતનું પાલન કરે છે અને બોક્સમાં બંધાયેલા સ્થિર ડી બ્રોગ્લી તરંગો દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. $\alpha = h^{2} / 8 m_{e} L^{2}$ અને $U_{0}$ ને ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ ઉર્જા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરો. તો,

હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં, પ્રથમ ચાર બોહર કક્ષાની ત્રિજ્યાઓનો સંબંધ નીચેનામાંથી કયો છે?

$200 \, MeV/c^2$ દળ ધરાવતો એક કણ સ્થિર હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે અથડાય છે. અથડામણ પછી તરત જ કણ સ્થિર થઈ જાય છે અને પરમાણુ રિકોઇલ (પાછળની તરફ ગતિ) કરે છે અને તેની પ્રથમ ઉત્તેજિત અવસ્થામાં જાય છે. કણની પ્રારંભિક ગતિઊર્જા ($eV$ માં) $\frac{N}{4}$ છે. $N$ નું મૂલ્ય શોધો: (હાઇડ્રોજન પરમાણુનું દળ $1 \, GeV/c^2$ આપેલ છે)