1有关黑体辐射现象

壹 多選題 40 1 有關黑體輻射現象 下列敘述何為正確 A 黑體輻射的發射光譜與空腔的材料及形狀無關 B 當各空腔的平衡溫度相同 輻射能量強度的光譜都相同 C 輻射能量強度的光譜中 具有最大能量強度的波長會隨著增高而 增長 D 為了解釋黑體輻射現象 蒲朗克設空腔璧上的源子像極小的電 磁振子 每個振子各有一特定震盪頻率 E 蒲朗克假設各振子可連續的輻射或吸收能量 2 如圖所示為已知之穩定同位素 縱軸為中子數 N 橫軸為源子序數 Z 直線 X 代表 N Z 由圖可看出下列哪些性質 A 直線 Y 上各點質量數相同 B 穩定的同位素 N Z C 質量數愈大的原子核 N 與 Z 的比值愈接近 1 D 質量數為偶數的元素 有較多的穩定同位素 E 無法由圖中得知任何資料 3 下列幾個有關近代物理實驗的敘述何者正確 A 康普頓效應實驗中 散射 X 射線波長的改變值與入射 X 射線的 波長成正比關係 B 原子核衰變時 每放出一個 粒子 原子核的 原子序減少 2 但每放出一個 粒子 原子序則增加 1 C 拉塞福散 射實驗中 粒子受一極薄的金箔散射後 有些 粒子以大於 90 的散角射出 D 在光電效應的實驗中 改變照射光的波長會改變光 電流的截止電壓 E 在法朗克與赫茲的實驗中 電子在穿過汞蒸氣 時 其動能的損失是某特定能量的整數倍 4 波耳的氫原子結構理論中引入不連續的穩定態概念與下列哪些實 驗結果相符 A 拉塞福 粒子實驗 B 法朗克 赫茲實驗 C 達維生 革末的電子繞射實驗 D 氫原子光譜線實驗 E 密立坎的油滴實驗 5 氫原子的電子繞原子核作圓周運動 經過 n 1 到 n 3 的軌道躍遷之 後 下列敘述何者正確 A 電子的電位能增加 B 電子的動能增加 C 電子的總能量增加 D 電子的角動量增加為原來的 9 倍 E 電子繞原子核運動的週期增長為原來的 27 倍 6 關於原子核的 衰變 下列敘述中 有哪些是正確的 A 若三種射線同時垂直射入一磁場 則 射線和 射線沿相反方 向作圓周運動 射線沿原方向直進 B 射線係氦 4 的原子核 因而發生 衰變時 原子核的原子序減少 2 質量數減少 4 C 射 線為質子 故發生 衰變時 原子序少 1 D 射線即中子 所以 衰變時 原子序不變 而質量數少 1 E 當放射性物質發生衰變時常 常同時發生 衰變 7 下列敘述有哪些是正確的 A 要使氫原子的基態上的電子游離 所需能量為 13 6eV B 氫原子的基態上的電子軌道半徑的數量級為 10 10公分 C 波耳的氫原子理論不遵守古典電磁輻射理論 D 波耳的氫原子理論採用了庫倫平方的靜電作用力 E 波耳的氫原子理論說明了電子具有物質波的現象 8 下列關於近代物理幾個重要實驗的敘述中 何者是正確的 A 拉塞福的 粒子散射實驗 發現有些粒子的散射角很大 這是原 子核存在的證據 B 湯木生首先測量電子荷質比 e m 的方法是把 電子射入晶體中 觀測其繞射條紋 C 法朗克 赫茲實驗證明了粒子 亦具有波的性質 D 密立坎油滴實驗得知電荷有量子化 並可測得 最基本之電荷值 E 康普頓散射實驗中 波長改變的散射波是 X 射 線受靶中被緊密束縛的電子所散射的結果 9 右圖描寫汞原子的法朗克 赫茲實驗中 電壓由 0 開始漸增時 電流變化的情形 下列敘述何者正確 A 原子基態能量約為 4 9 電子伏特 B 原子的第一激發態能量比基態能量高約 4 9 電子伏特 C 原子的基態能量約為 6 0 電子伏特 D 原子的基態能量比第一激發態能量低約 6 0 電子伏特 E 被加速的電子從負極到柵狀正極途中 共激發了三個汞原子 10 由右邊的簡圖可判知下列敘述何者正確 A 這是 NPN 電晶體 B AB 間應接順向偏壓 C ABCD 四點 若接上電源 則 B 及 D 點接正極 而 A 和 C 點接負極 D 接 D 點的是電晶體的集極 為 P 型鍺 E 接 A 點的是電晶體的射極 為 N 型鍺 貳 填空題 45 11 波耳在氫原子結構的理論中 引入了量子數 n 在此理論中 下列 各物理量與 n 的關係 1 電子的軌道半徑 r 與量子數 n 的關係為 1 2 電子在軌道中的運動速率 v 與量子數 n 的關係為 2 3 電子軌道中的角動量 L 與量子數 n 的關係為 3 4 電子的位能 U 與量子數 n 的關係為 4 12 波耳在他的原子結構理論中 引進了量子數 n 如果一個氫原子從 n 1 態 能階值為 13 6 電子伏特 激發到 n 2 態 其電子的位能改 變量 即 n 2 態的位能減去 n 1 態的位能 為 5 電子伏特 13 已知將氦原子中兩個電子完全除去所需之總能量為 79 電子伏特 則僅除去第一個電子時所需之能量為 6 電子伏特 14 質量為 m 的帶電粒子 在相隔 d 的兩個固定壁間運動 因而產生 輻射 此粒子由第一激發態回至基態時的輻射頻率為 7 15 氫原子處於第一與第二受激態 其軌道中電子動量之比為 8 16 原子核之半徑可表示為 R 1 3A1 3 10 13厘米 其中 A 為該原子核 中之核子數 設核子之質量為 1 6 10 24克 則原子核密度 克 立方厘米 之數量級為 9 17 氫原子在基態時所能吸收的光線中 其波長最大值約為 10 埃 18 在活的生物體內 同位素 14C 與12C 含量的比值為 10 13 現有一古 生物 其 14C 與12C 含量之比值為 1 25 10 14 以知14C 的半生期 為 5730 年 則此股生物死時距今約為 11 年 19 氫原子與氦離子 He 所發射的光譜都有巴爾曼系光譜 設兩者的 最長光譜波長分別為 1及 2 則 1 12 2 20 如一氫原子 H 的電子從 n 2 的穩定態躍遷至 n 1 的穩定態時 所 放出光子的能量為 E 則一氦離子 He 的電子從 n 3 的穩定態躍 遷至 n 2 的穩定態時 所放出光子的能量約為 13 E 21 附圖電路中 已知電晶體的電流增益 100 且當電晶體導通時 其基極和射極之間的電位 差 VBE 維持為 0 7V 則 1 IB 14 mA 2 IC 15 mA 參 計算 說明題 15 1 一電子以 v 的速度在均勻且不隨時間變化的磁場 B 內 垂直