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文档简介

第十三章 量子物理基础13-1 黑体辐射 普朗克量子假说13-2 光电效应 爱因斯坦光子假说13-3 德布罗意波13-4 不确定关系13-5 波函数 薛定谔方程13-6 一维无限深势阱13.1 绝对黑体是否在任何温度下都呈现黑色?13.2 有两个完全相同的物体A和B,具有相同的温度,但A周围物体的温度低于A,而B周围物体的温度高于B,问物体A和B温度在温度相同的那一瞬间,单位时间内辐射的能量是否相等?单位时间内吸收的能量是否相等?解答:当A、B两物体温度相同的那一瞬间时,它们在单位时间内辐射的能量是相等的,与周围环境无关。但A处于发射大于吸收状态,B处于吸收大于发射状态,因此B物体在单位时间内吸收的能量大于A物体吸收的能量。13.3 设用一束红光照射某金属,不产生光电效应,若用透镜把红光聚焦到该金属上,能否产生光电效应?13.4光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程,它们有何区别?解答:光电效应是光子和金属或半导体中的自由电子碰撞吸收问题;康普顿效应是高能的光子和处于低能的自由态电子的弹性碰撞问题,遵守能量守恒与动量守恒定律。13.5 关于微观粒子的波动性,有人认为波函数的曲线图是粒子的运动轨迹,这种说法对吗?13.6在电子衍射实验中,单个电子在屏幕上的落点是无规则的,而大量电子在屏幕上的分布构成衍射图像,这是否意味着单个粒子呈现粒子性,大量粒子集合才呈现波动性。13.7 关于宏观的运动物体,德布罗意关系式是否成立?为什么通常不考虑它们的波动性?13.8 波函数归一化的含义是什么?13.9 微观粒子与经典粒子有什么不同?13.10物质波与经典波有什么不同?13.11 按照不确定关系,微观粒子的位置或对应的动量能不能确定?13.12 为什么说不确定关系与实验技术或仪器的改进无关?13.13所谓“黑体”是指这样的一种物体,即( )A、不能反射任何可见光的物体;B、不能反射任何电磁辐射的物体;C、能够全部吸收外来的任何电磁辐射的物体;D、颜色是纯黑的物体。答案:C13.14要是金属产生光电效应,则应( )A、尽可能增大入射光光强; B、尽可能延长光照时间;C、选用波长更短的入射光; D、选用频率更小的入射光。答案:C13.15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;若改用频率为的单色光照射此种金属时,则逸出光电子的最大动能为( )A、 B、 C、 D、答案:D13.16 在康普顿散射中,若散射光子与原来入射光子方向成角,要散射光子的频率减小最多,则角为( )A、 B、 C、 D、答案:B13.17如果两个质量不同的粒子,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、动能相同答案:A13.18 一速度为的电子,则该电子的德布罗意波长为( )A、 B、 C、 D、答案:A13.19 按照玻尔理论,电子绕核做圆周运动时,电子的动量矩的可能值为( )A、() B、() C、任意值 D、()答案:D13.20下面各电子态中角动量最大的是( )A、6s B、5p C、4f D、3d答案:C 13.21 氢原子中处于2p状态的电子,描述其量子态的四个量子数为(n, l, ml, ms)是( )A、(,-/) B、(,/) C、(,-,-/) D、(,/)答案:C13.22 已知粒子归一化的波函数为,那么粒子处于x=5a/6 处的概率密度为( )A、1/(2a) B、1/a C、 D、答案:A13.23以波长l=410nm的单色光照射到某一金属,产生的光电子的最大动能为Ek=1.4eV, 求能使该金属产生光电效应的单色光的最大波长是多少?解:根据光电效应公式所以能使该金属产生光电效应的单色光最大波长,所对应的电子发射动能应该为0,则有,即答案:761.7nm13.24 假定在康普顿散射实验中,入射光的波长l0 = 0.003nm,反冲电子的速度v = 0.6c,求散射光的波长l。解:由于碰撞前后光子能量守恒知而 所以 ,或即,答案:0.00434nm13.25当电子的德布罗意波长与可见光波长相同时,求它的动能是多少电子伏特?若不考虑相对论效应,则电子的动能是多少电子伏特?解:由题意得若不考虑相对论效应,则答案:4.9846510-6eV, 4.9846310-6eV13.26 设有某氢原子体系,氢原子都处于基态,用能量为12.9eV的电子束去轰击,试求:(1)氢原子可激发到的最高能态的主量子数n;(2)该氢原子体系所能发射的谱线的条数;解:(1)要求,及n取正整数解出n=4(2)=613.27 一个粒子沿方向运动,可以用下列波函数的描述(1)求由归一化条件定出常数;(2)求概率密度函数;(3)什么地方出现粒子的概率最大?解:(1)由波函数归一化条件得由此的 (2) (3)由,解得由于,故为极大值点,又在粒子出现的范围内,所以是合理的解,故处粒子出现的概率最大。13.28 粒子在一维矩形无限深势阱中运动,其归一化波函数为,若粒子处在和的状态,求粒子出现概率最大的位置各是多少?解:在一维无限深方势阱中,粒子处在状态,在处发现粒子的概率密度为将对求导得当时,概率极值位置在处

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