18章光的量子性作业.ppt

1 在一般温度下 普通物体主要辐射 第十八章波粒二象性 一 选择题 A 可见光 B 红外光 C 紫外光 D 激光 2 当物体因辐射而消耗的能量等于从外界吸收的能量时 物体的热辐射过程达到平衡 这时物体有确定的 A 单色辐出度 B 单色吸收比 C 温度 D 激光 3 随着黑体辐射温度的升高 对应于最大单色辐射强度的波长将 A 向长波方向移动 B 向短波方向移动 C 先向短波 然后向长波方向移动 D 不受温度变化的影响 4 按照普朗克假说 黑体辐射过程中谐振子吸收或者发射的能量是不连续的 只能取最小能量单元e的整数倍 e的大小 A 与谐振子的振幅成正比 B 与谐振子的频率成正比 C 与谐振子的数量成正比 D 与黑体温度成正比 5 在康普顿效应中 散射线波长的改变量l l0仅决定于 A 散射方向 B 散射物质 C 散射方向和散射物质 D 入射波长和散射方向 6 在康普顿效应中 光子与电子碰撞前后二者的能量 动量关系为 A 总能量守恒 总动量不守恒 B 总能量不守恒 总动量守恒 C 能量 动量都守恒 D 能量 动量都不守恒 7 由玻尔氢原子理论可知 当氢原子由n 3的激发态向低能级跃迁时可发射 A 一种波长的光 B 两种波长的光 C 三种波长的光 D 超过三种波长的光 8 按玻尔理论 当氢原子中某个轨道的电子向半径较大的轨道跃迁时 它的 A 总能量变大 B 动能变大 C 角动量变小 D 势能变小 9 下列哪个实验证实了德布罗意关于实物粒子具有波动性的假说 A 黑体辐射实验 B 光电效应实验 C 康普顿效应实验 D 戴维逊 革末实验 10 关于微观粒子的测不准关系 下列说法中正确的是 A 测不准关系反映了微观粒子的波粒二象性B 测不准关系反映了测量仪器的缺陷C 测不准关系反映了对微观粒子的测量方法不完善 需要改进D 测不准关系反映了微观粒子的能量守恒 动量不守恒 二 填空题 1 根据基尔霍夫定律 在相同的温度下 同一波长的辐射本领与吸收率之比对于所有物体是 的 是一个取决与 和 的函数 相同 波长 温度 2 按照黑体辐射实验的斯特藩 玻尔兹曼定律 绝对黑体辐射出射度与其热力学温度的 次方成正比 4 3 瑞利和金斯为了从理论上找出符合黑体辐射实验的函数式 推导出瑞利 金斯公式 该公式在短波段会得出辐射能量发散的结果 在物理学史上称为 紫外灾难 4 按照普朗克在1900年发表的能量子假说 辐射物质中具有带电的线性谐振子 其能量只能取某一最小能量值的整数倍 对于频率为n的谐振子来说 最小能量为 5 按照爱因斯坦光子学说 如果光子波长为l 则其动量大小 动能 6 在康普顿散射实验中 当光子与散射物质中的自由电子或束缚较弱的电子发生碰撞时 光子能量 波长 当光子与原子内束缚较紧的电子碰撞时 光子能量 波长 减少 变长 不变 不变 7 康普顿效应的发现和理论解释进一步揭示了光的 性 并且也证实了在微观粒子相互作用过程中 守恒定律和 守恒定律依然成立 量子 能量 动量 8 氢原子光谱中由高能级向最低能级发出的赖曼系中 最长波长为 121 5nm 9 德布罗意指出实物粒子与光一样也具有 计算物质波波长的公式是 低速粒子的物质波公式是 初速为零的电子在电势差为U的电场中加速后 其物质波的公式是 波粒二象性 10 电子显微镜中的电子从静止开始通过电势差为U的静电场加速后 其德布罗意波长是0 04nm则约为 940V 三 计算题 欲使白炽灯的最大辐射波长在可见光的范围内 其工作温度应在什么范围 解 因为 所以 2 宇宙大爆炸遗留在宇宙空间的均匀背景热辐射相当于3K的黑体辐射 求地球表面接收此辐射的功率 已知地球半径 6371km 斯忒藩 玻尔兹曼常数 解 3 已知金属锂的功函数为2 13eV 1 用波长为410nm的光照射锂 计算所发出光电子的最大初动能 2 用什么波长的光照射可以使从锂发出的光具有0 6c的速度 解 1 根据光电效应方程 代入光电效应方程 3 已知金属锂的功函数为2 13eV 2 用什么波长的光照射可以使从锂发出的光具有0 6c的速度 解 2 4 利用单色光和金属钠作光电效应实验 测得当l 300nm时 光电子的最大初动能1 85eV 当l 400nm时 光电子的最大初动能0 82eV 由此估算普朗克常量h的数值 解 5 在康普顿效应中 已知入射光波长为1nm 求在900方向上所散射的X射线波长 解 由康普顿公式 6 已知X光光子的能量为0 6MeV 在康普顿散射之后波长变化了20 求反冲电子获得能量 解 解 1 7 用于康普顿实验中X射线波长l 0 2 10 10m当散射角为90 时 求 1 X射线波长的改变量 2 碰撞电子所获得的动能 3 电子所获得的动量 2 7 用于康普顿实验中X射线波长l 0 2 10 10m当散射角为90 时 求 1 X射线波长的改变量 2 碰撞电子所获得的动能 3 电子所获得的动量 3 8 氢原子光谱的巴尔末线系中 有一光谱的波长为434nm 试求 1 与这一谱线相应的光子能量为多少电子伏特 1eV 1 6 10 19J 解 1 2 该谱线是氢原子由能级En跃迁到Ek产生的n k各是多少 解 2 这里 k 2 于是有 或者 3 大量氢原子从n 5能级向下能级跃迁 最多可发射几个线系 共几条谱线 请在氢原子能级图中表示出来 并标明波长最短是哪一条谱线 解