大学物理(下) No.7作业解析.doc

大学物理作业 No.7场的量子性 玻尔理论一、选择题1. 已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是1.2eV，而钠的红限波长是，那么入射光的波长是 D (A) (B) (C) (D) 解：由光电效应方程，可得入射光波长 2. 在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的 D (A) 2倍。 (B) 1.5倍。 (C) 0.5倍。 (D) 0.25倍。解：电子获得能量，且，所以3. 光子能量为0.5MeV的X射线，入射到某种物质上而发生康普顿散射。若反冲电子的动能为0.1MeV，则散射光波长的改变量l与入射光波长l0之比值为 B (A) 0.20 (B) 0.25 (C) 0.30 (D) 0.35解：由能量守恒定律，散射光子能量，散射光波长所以 4. 用频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2的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为： D (A) 2 (B) 2h (C) h (D) h解：由光电效应方程5. 根据玻尔氢原子理论，巴耳末线系中谱线最小波长与最大波长之比为 A (A) (B) (C) (D) 解：由巴耳末公式，所以， 432n = 16. 若外来单色光把氢原子激发至第三激发态，则当氢原子跃迁回低能态时，可发出的可见光光谱线的条数是： B (A) 1; (B) 2;(C) 3; (D) 6。解：原子跃迁可能发出的光谱线如图所示，共6条，其中从高能级跃迁到n2能级发出的光为可见光，由图可见为2条。二、填空题1. 光电效应中，当频率为的单色光照射在逸出功为4.0eV的金属表面时，金属中逸出的光电子的最大速率为ms-1。(普朗克常量，电子质量me=) 解：由光电效应方程得2. 以波长为mm的紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯的红限频率Hz，则其遏止电压V。(普朗克常量，基本电荷 C)解：由光电效应方程得 3. 如图所示，一频率为的入射光子与起始静止的自由电子发生碰撞和散射。如果散射光子的频率为，反冲电子的动量为p，则在与入射光子平行的方向上的动量守恒定律的分量形式为。解：以光子和电子为研究对象，在入射光子运动的方向上，初始动量为 碰后动量为 由动量守恒定律 4. 被激发到n3的状态的氢原子气体发出的辐射中, 有 1 条可见光谱线和 2条非可见光谱线。解：从高能级跃迁到n2能级辐射的光为可见光，其他均为非可见光。由图可知，有一条可见光谱线和二条非可见光谱线。5. 在氢原子光谱的巴耳末线系中有一频率为的谱线，它是氢原子从能级 0.85 eV跃迁到能级 3.4 eV而发出的。(普朗克常量，基本电荷C)解： ， 式中可得 所以，6. 氢原子基态的电离能是 13.6 eV。电离能为 0.544 eV的激发态氢原子，其电子处在n 5 的轨道上运动。解：电离能，所以基态电离能为，电离能为0.544eV，则 ， 三、计算题1. 波长为的单色光照射某种金属M表面发生光电效应，发射的光电子(电量绝对值为e，质量为m)经狭缝S后垂直进入磁感应强度为的均匀磁场(如图示)，今已测出电子在该磁场中作圆周运动的最大半径为R。求(1) 金属材料的逸出功；(2) 遏止电势差。解：(1) ，所以(2) ， 所以, 。2. 已知X射线光子的能量为0.60MeV，若在康普顿散射中散射光子的波长变化了20%，试求反冲电子的动能。解：入射X射线光子能量为，波长为，散射光子的波长，能量为 ，所以，反冲电子的动能为3. 已知氢原子的巴耳末系中波长最长的一条谱线的波长为，试由此计算帕邢系(由高能激发态跃迁到n3的定态所发射的谱线构成的线系)中波长最长的一条谱线的波长。解：巴耳末系最长的波长，满足关系次长谱线波长满足二式相减，得 ，就是帕邢系波长最长的谱线波长4. 实验发现基态氢原子可吸收能量为12.75eV的光子。(1) 试问氢原子吸收该光子后将被激发到哪个能级？(2) 受激发的氢原子向低能级跃迁时，可能发出哪几