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1、大學(xué)物理(下)大學(xué)物理(下) 作業(yè)作業(yè) No.6 量子物理量子物理(電氣、計(jì)算機(jī)、詹班)(電氣、計(jì)算機(jī)、詹班)一一 選擇題選擇題 1. 已知某單色光照射到一金屬表面產(chǎn)生了光電效應(yīng)，若此金屬的逸出電勢(shì)已知某單色光照射到一金屬表面產(chǎn)生了光電效應(yīng)，若此金屬的逸出電勢(shì) 是是 U0(使電子從金屬逸出需做功(使電子從金屬逸出需做功 eU0) ，則此單色光的波長(zhǎng)，則此單色光的波長(zhǎng) 必須滿足必須滿足(A) (B) (C) (D)0eUhc0eUhc hceU0hceU0 A 2. 光子能量為光子能量為 0.5 MeV 的的 X 射線，入射到某種物質(zhì)上而發(fā)生康普頓散射線，入射到某種物質(zhì)上而發(fā)生康普頓散 射若反沖。

2、電子的動(dòng)能為射若反沖電子的動(dòng)能為 0.1 MeV，則散射光波長(zhǎng)的改變量，則散射光波長(zhǎng)的改變量 與入射光波長(zhǎng)與入射光波長(zhǎng) 0 之比值為之比值為 (A) 0.20 (B) 0.25 (C) 0.30 (D) 0.35 B 3氫原子從能量為氫原子從能量為0.85eV 的狀態(tài)躍遷到激發(fā)能(從基態(tài)到激發(fā)態(tài)所需的能的狀態(tài)躍遷到激發(fā)能(從基態(tài)到激發(fā)態(tài)所需的能 量)為量)為10.19eV 的狀態(tài)時(shí)，所發(fā)射的光子的能量為的狀態(tài)時(shí)，所發(fā)射的光子的能量為 (A)2.56 eV (B)3.41 eV (C)4.26 eV (D)9.34 eV A 4. 若若 粒子粒子(電荷為電荷為 2e)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為在磁感應(yīng)強(qiáng)度為。

3、 B 均勻磁場(chǎng)中沿半徑為均勻磁場(chǎng)中沿半徑為 R 的圓形軌道的圓形軌道 運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)，則 粒子的德布羅意波長(zhǎng)是粒子的德布羅意波長(zhǎng)是 (A) (B) (C) (D) )2/( eRBh)/(eRBh)2/(1eRBh )/(1 eRBh A 5. 關(guān)于不確定關(guān)系關(guān)于不確定關(guān)系 ()，有以下幾種理解：，有以下幾種理解：hxpx)2/( hh(1) 粒子的動(dòng)量不可能確定粒子的動(dòng)量不可能確定(2) 粒子的坐標(biāo)不可能確定粒子的坐標(biāo)不可能確定(3) 粒子的動(dòng)量和坐標(biāo)不可能同時(shí)準(zhǔn)確地確定粒子的動(dòng)量和坐標(biāo)不可能同時(shí)準(zhǔn)確地確定(4) 不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子，也適用于其它粒子不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子，。

4、也適用于其它粒子 其中正確的是：其中正確的是：(A) (1)，(2). (B) (2)，(4). (C) (3)，(4). (D) (4)，(1). C 6描述氫原子中處于描述氫原子中處于 2p 狀態(tài)的電子的量子態(tài)的四個(gè)量子數(shù)(狀態(tài)的電子的量子態(tài)的四個(gè)量子數(shù)(n，l，ml，ms) 可能取值為可能取值為(A) (3，2，1，) (B) (2，0，0，)21 21(C) (2，1，1，) (D) (1，0，0，)21 21 C 二二 填空題填空題 1當(dāng)波長(zhǎng)為當(dāng)波長(zhǎng)為 300 nm(1 nm=109m)的光照射在某金屬表面時(shí)，產(chǎn)生的光電子)的光照射在某金屬表面時(shí)，產(chǎn)生的光電子 動(dòng)能范圍為動(dòng)能范圍為 。

5、0 4.01019 J。此金屬的遏止電壓為。此金屬的遏止電壓為Ua= 2.5 V；紅；紅限頻率限頻率 0= 3.971014 Hz 。【 【解解】 】由于光由于光電電子的最大初子的最大初動(dòng)動(dòng)能能為為，Jm192 m100 . 4v21VemUa5 . 2v212 m由光由光電電效效應(yīng)應(yīng)方程方程，所以，所以紅紅限限頻頻率率Amh2 mv21HzhmhhA142 m01097. 3)v21(/2. 在康普頓散射中，若入射光子與散射光子的波長(zhǎng)分別為在康普頓散射中，若入射光子與散射光子的波長(zhǎng)分別為 和和 ，則反沖電子，則反沖電子獲得的動(dòng)能獲得的動(dòng)能 EK =hchc【 【解解】 】根據(jù)能量守恒定律有根。

6、據(jù)能量守恒定律有hmchcme22則則 hhcmmcEeK22 hchc3. 具有相同德布羅意波長(zhǎng)的低速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子和具有相同德布羅意波長(zhǎng)的低速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子和 粒子的動(dòng)量之比粒子的動(dòng)量之比 PpP= 11 ，動(dòng)能之比，動(dòng)能之比 EpE= 41 。4處于基態(tài)的氫原子吸收了處于基態(tài)的氫原子吸收了 13.06eV 的能量后，可激發(fā)到的能量后，可激發(fā)到 n= 5 的能級(jí)；的能級(jí)；當(dāng)它躍遷回到基態(tài)時(shí)，可能輻射的光譜線有當(dāng)它躍遷回到基態(tài)時(shí)，可能輻射的光譜線有 10 條。條。5根據(jù)量子力學(xué)理論，氫原子中電子的動(dòng)量矩根據(jù)量子力學(xué)理論，氫原子中電子的動(dòng)量矩 L=，當(dāng)主量子數(shù)，當(dāng)主量子數(shù) n=3) 1( ll時(shí)，電子。

7、的動(dòng)量矩的可能取值為時(shí)，電子的動(dòng)量矩的可能取值為 。hh6,2,06根據(jù)泡利不相容原理，在主量子數(shù)根據(jù)泡利不相容原理，在主量子數(shù) n=4 的電子殼層上最多可能有的電子數(shù)的電子殼層上最多可能有的電子數(shù) 為為32 個(gè)，它有個(gè)，它有 4 個(gè)支殼層，個(gè)支殼層，4p 支殼層上可容納支殼層上可容納 6 個(gè)電子。個(gè)電子。三三 計(jì)算題計(jì)算題1用波長(zhǎng)用波長(zhǎng) 0=0.1nm 的的 X 射線做康普頓散射實(shí)驗(yàn)。求射線做康普頓散射實(shí)驗(yàn)。求 (1)散射角)散射角 =90的康普頓散射波長(zhǎng)是多少的康普頓散射波長(zhǎng)是多少 nm， (2)在()在(1)中情況下的反沖電子獲得的動(dòng)能是多少)中情況下的反沖電子獲得的動(dòng)能是多少 eV。 。

8、(h=6.631034 JS，電子靜止質(zhì)量，電子靜止質(zhì)量 me=9.111031Kg)【解解】(1)由于由于nmc0024. 045sin104 . 222sin2232 0onm1024. 00(2)根據(jù)能量守恒定律有根據(jù)能量守恒定律有hmchcme2 02則則 eVJhchchchhcmmcEeK2911066. 417000222. 粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B = 0.025 T 的均勻磁場(chǎng)中沿半徑為的均勻磁場(chǎng)中沿半徑為 R =0.83 cm 的圓的圓 形軌道運(yùn)動(dòng)形軌道運(yùn)動(dòng)(1) 試計(jì)算其德布羅意波長(zhǎng)試計(jì)算其德布羅意波長(zhǎng)(2) 若使質(zhì)量若使質(zhì)量 m = 0.1 g 的小球以。

9、與的小球以與 粒子相同的速率運(yùn)動(dòng)則其波長(zhǎng)為多粒子相同的速率運(yùn)動(dòng)則其波長(zhǎng)為多 少？少？ ( 粒子的質(zhì)量粒子的質(zhì)量 m =6.6410- -27 kg，普朗克常量，普朗克常量 h =6.6310- -34 Js，基本，基本 電荷電荷 e =1.6010- -19 C) 【解解】(1) 德布德布羅羅意公式：意公式：)/( vmh 由由題題可知可知 粒子受磁粒子受磁場(chǎng)場(chǎng)力作用作力作用作圓圓周運(yùn)周運(yùn)動(dòng)動(dòng) ， ，RmBq/2vvqRBmv 又又 則則 eq2eRBm2v 故故 nm1000. 1m1000. 1)2/(211eRBh(2) 由上一由上一問(wèn)問(wèn)可得可得 meRB/2v 對(duì)對(duì)于于質(zhì)質(zhì)量量為為 m。

10、 的小球的小球=6.6410-34 mmm mm eRBh mh 2v3處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子被外來(lái)單色光激發(fā)后，在發(fā)射的光譜中，僅觀察到處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子被外來(lái)單色光激發(fā)后，在發(fā)射的光譜中，僅觀察到 三條如圖所示的巴爾末系的光譜線。試求這三條光譜線中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的那條譜線三條如圖所示的巴爾末系的光譜線。試求這三條光譜線中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的那條譜線 的波長(zhǎng)以及外來(lái)光的頻率(的波長(zhǎng)以及外來(lái)光的頻率(R=1.097107 m1)【解解】對(duì)巴爾末系的光譜線的光譜線，有對(duì)巴爾末系的光譜線的光譜線，有21 411 nR當(dāng)當(dāng)時(shí)，有時(shí)，有3n， 代入代入 R 的值，可得的值，可得 91 411maxR。nm656max可知外來(lái)光的波長(zhǎng)可知外來(lái)光的波長(zhǎng)滿足滿足 22 min51 2111R所以外來(lái)光的頻率為所以外來(lái)光的頻率為HzRcc141091. 610021n=2n=3n=4n=5。

總結(jié)

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