第12章 量子物理基础(习题与答案).docVIP

大学物理习题集第12章 量子物理基础一. 基本要求1. 了解普朗克假设。2. 理解光电效应实验规律，了解康普顿效应及其实验规律，理解爱因斯坦的光子假设及其对光电效应的解释。3. 理解德布罗意波假设及电子衍射实验。4. 理解不确定关系。二. 内容提要1. 普朗克量子假设 2. 光电效应的实验规律 （1）入射光的频率一定时，饱和光电流与光强成正比；（2）光电子的初动能仅与入射光的频率成线性关系，与入射光的强度无关；（3）光电效应存在有一个红限0，如果入射光的频率0便不会产生光电效应；（4）光电流与光照射几乎是同时发生的，延迟时间在10-9s以下。3. 光子假设与光电效应方程 光子的能量 光电效应方程 4. 德布罗意波假设 5. 不确定关系 习 题12-1用频率为1的单色光照射某一种金属时，测得光电子的最大动能为Ek1；用频率为2的单色光照射另一种金属时，测得光电子的最大动能为Ek 2。如果Ek1 Ek2,那么(A) 1一定大于2。 (B) 1一定大小于2 。(C) 1一定等于2 。 (D) 1可能大于也可能小于2。 12-6以一定频率的单色光照射在某种金属上，测得其光电流曲线如图中实线所示，然后在光强度不变的条件下增大照射光的频率。测得其光电流曲线如图中虚线所示。满足题意的图是： I I I I O U O U O U O U(A) (B) (C) (D) I I I I O U O U O U O U(A) (B) (C) (D)12-7以一定频率的单色光照射在某种金属上，测得其光电流曲线如图中实线所示，然后在光的频率不变，增大照射光的强度。测得其光电流曲线如图中虚线所示。满足题意的图是： 12-11若一无线电接收机接收到频率为108Hz的电磁波的功率为1微瓦，则每秒接收到的光子数为 。（普朗克恒量h=6.6310-34Js）12-19静止质量不为零的微观粒子做高速运动，这时粒子物质波的波长与速度v有如下关系：（A）v （B）（C） （D） 12-20设氢原子的动能等于氢原子处于温度为T的热平衡状态时的平均动能，氢原子的质量为m，那么此氢原子的德布罗意波长为（A） （B）（C） （D） 12-21已知中子的质量是=1.6710-27kg，当中子的动能等于温度为T=300K的热平衡中子气体的平均动能时，其德布罗意波长为 。（h=6.6310-34Js，k=1.3810-23JK-1）12-22 当电子的德布罗意波长与可见光波长（=5500）相同时，求它的动能是多少电子伏特？（电子质量me=9.1110-31kg， 普朗克恒量h=6.6310-34Js，玻尔兹曼恒量k=1.3810-23JK-1）12-25如果有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）动量相同。 （B）能量相同。（C）速度相同。 （D）动能相同。 12-28试证：如果确定一个低速运动的粒子的位置时，其不确定量等于这粒子的德布罗意波长，则同时确定这粒子的速度时，其不确定量等于这粒子的速度。（不确定关系式xPxh）12-31设粒子运动的波函数图线分别如图（A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图？ （A） x （C） x（B） x （D） x 12-32 关于不确定关系式xPxh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）粒子动量和坐标不可能同时确定。（4）不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子。 其中正确的说法是：(A) （1）、(2) (B) (2)、(4) (C) (3)、(4) (D) (4)、(1) 12-33一维运动的粒子，设其动量的不确定量等于它的动量，试求此粒子的位置不确定量与它的德布罗意波长的关系。（不确定关系式xPxh） 自测题14. 频率为100MHz的一个光子的能量是 ；动量的大小是 。（普朗克恒量）五. 回答问题20. 用经典力学的物理量（例如坐标、动量等）描述微观粒子的运动时，存在什么问题？原因何在？第12章 量子物理基础参考答案12-1 （D） 12-6 （D） 12-7 （B） 12-11 12-19 （C） 12-20 （A） 12-21 m 12-22 510-6 eV 12-25 （A）