作业19光的量子性

作业19光的量子性答：其值分别为：hchEchchmmc22hphEEk19-1分别用频率和波长表示光子的能量、质量、动量、动能？19-2用颁率为的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为，若改用频率为的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能是多少？21E解：∵AEh1∴1EhA而AEh22∴122EhAhEnm20002kE19-3波长的单色光照射金属表面,光电子最大动能是2.0ev,试求:⑴金属的脱出功A=？⑵该金属光电效应的“红限”频率=？⑶若用的单色光照射，光电子的动能=？脱出功A=？红限频率=？0解：(1)222121mmmvhcmvhA2.40.2106.11021031063.6197834ev2.4Aev1501001.1Hz2.82.44.12AhcEkev(3)15341901001.11063.6106.12.4hA(2)Hz解：光电流为0时，光电子被限制于磁场内，∴有：2/20RmBefmReB20Ahcm221KBRGAmRBehcA8220219-4如图所示，K是一细金属丝电极，A是以K为轴的半径R的圆筒形电极，其内部有沿轴向的均匀磁场B。在A、K之间接有一个灵敏计G，当波长的单色光照射到Ｋ上时，G可以测到光电流的大小，如果逐渐加大磁感应强度B，当B=B0时恰好光电流为零，试求金属丝K的脱出功。2r1r钠棒半透明铝膜石英19-5一共轴系统的横截面如图所示，外面为石英圆简，内壁敷上半透明的铝薄膜，内径=1㎝，长为20㎝，中间为一圆柱形钠棒，半径＝0.6㎝，长亦为20㎝，整个系统置于真空中，今用的单色光波长照射系统，忽略边缘效应，求平衡时钠棒所带的电量。已知钠的红限波长为，铝的红限波长为1r2rnm300nmm296nmm540解：钠棒、铝薄膜构成一电容器UQrrLC)/ln(2120平衡时，电压即为截止电压)(212mChmeU)11(mhc)11(mhcCeQCQ1110419-6别以频率为v1和v2的单色光照射某一光电管．若v1v2(均大于红限频率v0)，则当两种频率的入射光的光强相同时，所产生的光电子的最大初动能E1____E2；为阻止光电子到达阳极，所加的遏止电压|Ua1|____|Ua2|；所产生的饱和光电流is1____is2.(用＞或＝或＜填入)，19-7光电效应中发射的光电子最大初动能随入射光频率v的变化关系如图所示．由图中的[]可以直接求出普朗克常量．(A)OQ(B)OP(C)QS/OS(D)OP/OQSQPOv2m12m题19-7图答:C(改变值与散射物质无关)19-8康普顿效应实验中，在偏离入射光的方向上观测到散射光有如下规律[]（A）只有与入射光频率相同的散射光；（B）只有比入射光波长更大的散射光；（C）既有波长变大的，也有与入射光波长相同的散射光；（D）散射光波长的改变值随散射角和散射物质变化。答:B、C、D(光电效应中光子和束缚电子相互作用)19-9光电效应与康普顿效应相比较[]（A）都是光子和自由电子相互作用的过程；（B）光电效应产生的光电子动能与材料有关，康普顿散射产生的反冲电子动能与材料无关；(C）作用过程中光子与电子的总能量守恒；（D）都说明光具有量子性。解：62.0111111)(hhchchEk0.1（Mev）19-10入射的射线光子的能量为0.60Mev，散射后波长变化了20％，求反冲电子的动能？19-11用强度为I，波长为λ的X射线分别照射锂(Z=3)和铁(Z=26)．若在同一散射角下测得康普顿散射的X射线波长分别为λLi和λFe(均λ)，它们对应的强度分别为ILi和IFe，则[B](A)λLiλFe，ILiIFe；(B)λLi=λFe，ILiIFe；(C)λLi=λFe，ILi=IFe；(D)λLiλFe，ILiIFe；解：由康普顿散射公式有：)cos1(00cmhoA717.0710.0)45cos1(24.0设反冲电子与入射光夹角为，如图19-12波长的X射线入射到石墨上，与入射方向成角的散射光波长有多长？反冲电子的动量P有多大？反冲电子运动方向与入射光的夹角为多少？nm0710.0045h0hp45有：sin45sincos45cos0PhPhh解得：220)45sin()45cos1(hPsmkg24101.79.6645cos45sin00arctgh0hp45或方法二：由余弦定理smkghhhP2402220101.745cos2)()(再由正弦定理求45sinsinph9.6619-13氢原子光谱的巴尔末系中波长最大的谱线用表示，其次波长用表示，求比值。2121202731653621解：巴尔末系的谱线公式为：2,2nEEhn53691411123111EhcEhcEEhchhcc3161614111242EhcEhcEEhc答：16sm10185.219-14根据玻尔的氢原子理论，基态氢原子中电子绕核运动的速度为_________。19-15氢原子光谱巴耳末线系中，有一光谱线的波长为4340，试求：⑴与这一谱线相应的光子能量为多少电子伏特？⑵该谱线是氢原子由能级跃迁到能级产生的，n和k各是多少？⑶最高能级为的大量氢原子，最多可以发射几个线系，共几条谱线？请在氢原子能级图中表示出来，并标明波长最短的是哪一谱线。oAkEnEnE解：(1)evchh864.2（2）由于是Balmer系2kevE4.326.1322hvEnEn226.1351hvEEnk543214个线系，10条谱线（3）19-16波长636的紫外光照射到基态氢原子上，可否使之电离？激发出的光电子动能=？光电子远离原子核以后运动速度v=?oAkE速度为：631191044.1101.9106.19.522mEk(m/s)ev解：5.19106.11106361031063.61910834chh入射光子的能量能电离，动能为：9.56.13hEkev17m10097.1R19-17已知氢光谱的某一线系的极限波长为3647，其中有一谱线波长为6565。试根据玻尔氢原子理论，求与该波长相应的始态与终态能级的能量oAoA解：22111~nkR极限波长满足：1112minkR210364710097.1107minRk312110656512210nnRevEevE5.196.134.346.133219-18按照玻尔理论，移去处于基态的He+中的电子所需能量为___54.4__eV解：对于类氢离子，按照玻尔理论假设2，以及库仑力等于向心力可导出：Znrn253.0226.13nZEnHe+：Z=2，基态eV4.541E电离能11EEEE