大学物理(下)十五章作业与解答

第十五章量子物理基础一.选择题1.所谓“黑体”是指这样的一种物体：(A)不能反射任何可见光的物体(B)不能发射任何电磁辐射的物体(C)能够全部吸收外来的所有电磁辐射的物体(D)完全不透明的物体[]2.用两束频率、光强都相同的紫光照射到两种不同的金属上，产生光电效应，则(A)两种情况下的红限频率相同(B)逸出电子的初动能相同(C)单位时间内逸出的电子数相同(D)遏止电压相同[]3.以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示，保持光频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示，满足题意的图是[B]4.光电效应和康普顿散射都包含有电子和光子的相互作用过程，以下几种解释正确的是(A)两种情况中电子与光子组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律(B)两种情况都相当于电子与光子的完全弹性碰撞过程(C)两种情况都属于电子吸收光子的过程(D)光电效应是电子吸收光子的过程，康普顿散射相当于光子与电子的完全弹性碰撞过程[]5．根据玻尔氢原子理论，巴尔末线系中最长波长和其次波长之比为(A)错误!未找到引用源。(B)错误!未找到引用源。(C)错误!未找到引用源。(D)错误!未找到引用源。(-1/9+1/4)/(-1/16+1/4)=[]6．两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的(A)动量相等(B)能量相等(C)速度相等(D)动能相等[]7.关于不确定关系错误!未找到引用源。，有以下几种理解(1)粒子的动量不可能确定(2)粒子的坐标不可能确定(3)粒子的坐标和动量不可能同时准确地确定(4)不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子其中正确的是(A)(1)，(2)(B)(2)，(4)(C)(3)，(4)(D)(4)，(1)[]8.波函数在空间各点的振幅同时增大D倍，则粒子在空间的概率分布将(A)增大D2倍(B)增大2D倍(C)增大D倍(D)不变[]二.填空题9.普朗克的量子假说是为了解释__________________________的实验规律而提出的，它的基本思想是______________________________________________________________.（黑体辐射；略）10.已知某金属的逸出功为A，则光电效应的红限频率为_______________，对应的红限波长为_________________.（错误!未找到引用源。；错误!未找到引用源。）11.光子波长为错误!未找到引用源。，则其能量为_______________；动量的大小为__________________；质量为____________________.（错误!未找到引用源。；错误!未找到引用源。；错误!未找到引用源。）12.波长为错误!未找到引用源。的X光光子的质量为__________________kg.（错误!未找到引用源。）13.康普顿散射中，当散射光子与入射光子方向成错误!未找到引用源。_________时，散射光子的频率小得最多；当散射光子与入射光子方向成错误!未找到引用源。________时，散射光子的频率与入射光子相同.（π；0）14.欲使处于基态的氢原子受激跃迁后能发射莱曼系（由激发态跃迁到基态发射的各谱线组成的谱线系）的最长波长谱线，最少要给基态氢原子提供__13.6*3/4=错误!未找到引用源。________eV的能量.15.电子的康普顿波长错误!未找到引用源。（其中错误!未找到引用源。为电子静止质量，错误!未找到引用源。为真空中光速），当电子的动能等于它的静能时，它的德布罗意波长错误!未找到引用源。___________错误!未找到引用源。.错误!未找到引用源。总能量=2M0C2,同时，总能量2=C2P2+M20C416.设描述微观粒子运动的波函数为错误!未找到引用源。，则错误!未找到引用源。表示_________________________，错误!未找到引用源。满足的标准条件为_____________________________________，错误!未找到引用源。的归一化条件是_______________________________.16.（在空间某处单位体积内找到粒子的概率（概率密度）；单值、有限、连续；错误!未找到引用源。）三.计算题17.铝的逸出功为4.2eV，今用波长为200nm的紫外光照射到铝表面上，发射的光电子的最大初动能为多少？遏止电压为多大？铝的红限波长是多少？解：由光电效应方程错误!未找到引用源。，可得光电子的最大初动能为由错误!未找到引用源。，可得遏止电压为由错误!未找到引用源。，可得铝的红限波长为18.设康普顿散射中入射X射线的波长错误!未找到引用源。，散射X射线与入射线垂直，求散射X射线波长及反冲电子动能.解：散射后X射线波长的改变为散射X射线的波长根据能量守恒反冲电子获得的动能19．求动能为1eV的电子的德布罗意波长.解：电子的动量为错误!未找到引用源。德布罗意波长错误!未找到引用源。20．显像管中电子枪枪口直径为0.1mm，求电子射出电子枪后的速率不确定量.若电子射出电子枪的速率在17sm10的数量级，试判断电子表现出的是粒子性还是波动性？解：电子射出电子枪的位置不确定量为由错误!未找到引用源。，不确定关系可得取等号计算可得电子速率不确定量最小为由结果可知，电子的横向速率不确定量远小于电子射出电子枪的速率，这一速率不确定量引起的运动方向的偏转是微不足道的，因此电子射出电子枪表现出的是粒子性.