量子力学复习市公开课金奖市赛课一等奖课件

量子物理基础一、主要基本概念：1.普朗克量子假说——第1页2、爱因斯坦光子理论：3、光电效应本质：第2页4、康普顿效应本质：第3页5、玻尔氢原子理论三条基本假设：第4页6、物质波:7、不确定关系:第5页8、波函数:第6页9、泡利不相容原理:10、能量最小原理：第7页11、四个量子数:第8页12、主要公式:第9页13、主要数据:第10页1.已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应。若此金属逸出电势差为U0（使电子从金属逸出需作功eU0),则此单色光波长λ必须满足：

A)λ≤hc/(eU0).B)λ≥hc/(eU0).C)λ≤eU0/(hc).D)λ≥eU0/(hc).第11页2.关于光电效应有以下说法：(1)任何波长可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应.(2)若入射光频率都大于一给定金属红限,则该金属分别受到不一样频率光照射时,释出光电子最大初动能也不一样.(3)若入射光频率都大于一给定金属红限,则该金属分别受到不一样频率,但强度相等光照射时,单位时间释出光电子数一定相等.(4)若入射光频率都大于一给定金属红限,则当入射光频率不变,而强度增大一倍时,该金属饱和光电流也增大一倍.其中正确是[].A.(1),(2),(3).B.(2),(3),(4).C.(2),(3).D.(2),(4).第12页第13页3.用频率为ν1

单色光照射某金属时,测得饱和电流为I1.用频率为ν2

单色光照射某金属时,测得饱和电流为I2.若I1>I2,则[]A.ν1>ν2.B.ν1<ν2.C.ν1=ν2.D.ν1,ν2关系还不能

确定.第14页4.以一定频率单色光照射到某金属,测出其光电流曲线如图中实线所表示,然后在光强度不变条件下,增大光频率,测出其光电流曲线如图中虚线所表示.则满足题意图是[]第15页5.以一定频率单色光照射到某金属,测出其光电流曲线如图中实线所表示,然后保持频率不变，增大光强,测出其光电流曲线如图中虚线所表示.则满足题意图是[]第16页6.依据玻尔理论，氢原子在n=5轨道上动量矩与在第一激发态轨道动量矩之比为：[]A.5/2.B.5/3.C.5/4.D.5.7.若α粒子（电量为2e）在磁感应强度为B均匀磁场中沿半径为R圆形轨道运动，则α粒子德布罗意波长为[]。

A.h/(2eRB).B.h/(eRB).C.1/(2eRBh).D。1/(eRBh).第17页8.要使处于基态氢原子受激发后，能发射莱曼系最长波长谱线，最少应向基态氢原子提供能量是[]。A)1.5eV.B)3.4eV.C)10.2eV.D)13.6eV.9.第18页10.康普顿散射中，当出射光子与入射光子方向成夹角θ=时，光子频率减小得最多；当θ=时，光子频率保持不变。第19页11.玻尔氢原子理论中，势能为负值，而且数值比动能大，所以总能量为值，而且只能取值。12.氢原子基态电离能是eV.电离能为0.544eV激发态氢原子，其电子处于n=状态上运动。13.描述微观粒子运动波函数为，则ΨΨ*表示，Ψ须满足条件是，其归一化条件是。第20页14.原子内电子量子态由n、l、ml、ms表征。当n、l、ml一定时，不一样量子态数目为；当n、l一定时，不一样量子态数目为；当n一定时，不一样量子态数目为。15.图示被激发氢原子跃迁到低能级时（图中E1不是基态），可发出波长为λ1、

λ2

、λ3辐射，其频率

ν1

、ν2

、ν3关系式是；三个波长关系等式是。第21页16.已知氢原子光谱某一线系极限波长为3647埃，其中有一谱线波长为6565埃，求与该波长对应始态和终态能级能量（R=1.097×107m-1).第22页17.α粒子在磁感应强度为B=0.025T均匀磁场中沿半径为R=0.83cm圆形轨道运动。（1）计算其德布罗意波长。（2）若使质量m=0.1g小球以与α粒子相同速率运动，则其波长为多少？（mα=6.64×10-27kg)第23页18.依据玻尔理论（1）计算氢原子中电子在量子数为n轨道上作圆周运动频率。（2）计算当该电子跃迁到（n-1）轨道上时所发出光子频率。（3）证实当n很大时，上述（1）和（2）结果近似相等。

第24页19.已知某电子德布罗意波长和光子波长相同。（1）它们动量大小是否相同？为何？（2）它们（总）能量是否相同？为何？第25页20.在x散射试验中，若散射光波长是入射光波长1.2倍，则入射光光子能量与散射光光子能量之比ε0/ε为

[]A)0.8B)1.2C)1.6D)2.021.当大量氢原子处于n=3激发态时，原子跃迁将发出：[]

A)一个波长光。B)两种波长光。

C)

三种波长光。D)连续光谱。第26页22.若有两种不一样质量粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子[]

A)动量相同。B)

能量相同。C)

速度相同。D)动能相同。23.氢原子L壳层中，电子可能含有量子数（n,l,ml,mS)是[]

A)(1,0,0,-1/2)B)(2,1,-1,1/2)C)(2,0,1,-1/2)D)(3,1,-1,1/2)第27页24.德布罗意波函数与经典波波函数本质区分是：25.19施特恩和盖拉赫在试验中发觉，一束处于s态原子射线，在非均匀磁场中，分裂为两束。对于这种分裂，用电子轨道运动角动量空间取向量子化难于解释，只能用来解释。第28页26.氢原子部分能级跃迁示意如图。在这些跃迁中，（1）从n=能级跃迁到n=

能级时发射光子波长最短。（2）从n=能级跃迁到n=

能级时发射光子频率最小。第29页27.粒子在一维矩形无限深势阱中运动，波函数为：

若粒子处于n=1状态，在0~(1/4)a区间发觉粒子概率是多少？第30页28.依据量子力学理论，氢原子中电子动量矩在外磁场方向上投影为，当角量子数l=2时，Lz可能取值为第31页

◆半导体——n（电）4（5）施主导底

p（空）4（3）受主满顶

1.n型半导体中，杂质原子所形成局部能级称为，在能带结构中应处于中，而靠近。

2.激发本征半导体中传导电子几个方法有（1）热激发，（2）光激发，（3）用三价元素掺杂，（4）用五价元素掺杂。对于纯锗和纯硅这类本征半导体，在上述方法中能激发其传导电子只有[]A.(1)(2).B.(3)(4).C.(1)(2)(3).D.(1)(2)(4).第32页3.与绝缘体比较，半导体能带结构特点是[]A.导带也是空带。B.满带与导带重合，

C.满带中总是有空穴，导带中总是有电子。

D.禁带宽度较窄。4.硫化镉（CdS）晶体禁带宽度为2.42eV,要使这种晶体产生本征光导电，则入射到晶体上光波长不能大于[]A.650nm.B.628nm.C.550nm.D.514nm.第33页

◆激光——1.世界上第一台激光器是[]A)氦-氖激光器。B)氩离子激光器。

C)二氧化碳激光器。D)红宝石激光器。2.激光全息摄影技术主要利用激光哪一个优良特征？

A)亮度高。B)方向性好。

C)相干性好。

D)抗电磁干扰能力强。[]第34页3.按照原子量子理论，原子能够经过和两种方式发光，而激光是由方式产生。4.激光器基本结构包含三部分：，和。5.按工作物质不一样，激光器可分为四大类，它们是、、和。第35页6.以下条件中哪些是产生激光条件，写出其标号：（1）自发辐射，（2）受激辐射，（3）粒子数反转，（4）三能级系统，（5）谐振腔。7.光和物质相互作用产生受激辐射时，辐射光和照射光含有完全相同特征，这些特征是指：。8.产生激光必要条件是：。激光三个主要特征是：第36页9.激光器中，光学谐振腔作用是（1）（2）（3）

第37页1、不确定关系式表示在X方向上：[99]A）粒子位置不能确定。B）粒子动量不能确定。C）粒子位置和动量都不能确定。D）粒子位置和动量不能同时确定。√2、氢原子中处于3d量子态电子，描述其量子态四个量子数（n，l，ml,，ms）可能取值为：[99]√3、氩（Z=18）原子基态电子组态是：[99]√历年考试题第38页A、（1）B、（2）C、（1），（3）D、（3）E、（4）空带禁带（1）空带禁带（2）禁带导带（3）空带禁带导带（4）√4、附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度T=0K时能带结构图。其中属于绝缘体能带结构是：[99]第39页5、[99]依据玻尔氢原子理论，若大量氢原子处于主量子数n=5激发态，则跃迁辐射谱线能够有条，其中属于巴耳末系谱线有条。6、[99]按照原子量子理论，原子能够经过和两种辐射方式发光，而激光是由方式产生。自发辐射受激辐射受激辐射第40页7、当电子德布罗意波长与可见光波长(λ=5500Å)相同时，

求它动能是多少电子伏特？[99]（电子质量me=9.11×10-31kg，普朗克常量h=6.63×10-34J.s1eV=1.6×10-19J）第41页8、[00]某金属产生光电效应红限波长为λ0，今以波长为λ（λ<

λ0）单色光照射该金属，金属释放出电子（质量为me）动量大小为:9、[00]电子显微镜中电子从静止开始经过电势差为U静电场加速后，其德布罗意波长是0.4Å，则U约为：A)150VB)330VC)630VD)940V10、[00]不确定关系式表示在X方向上：A）粒子位置不能确定。B）粒子动量不能确定。C）粒子位置和动量都不能确定。D）粒子位置和动量不能同时确定。√√√第42页11、[00]硫化镉（CdS）晶体禁带宽度为2.42eV，要使这种晶体产生本征光电导，则入射到晶体上光波长不能大于:(普朗克常数h=6.63×10-34J.s，基本电荷e=1.6×10-19C）A)650nmB)628nmC)550nmD)514nm√12、[00]在激光器中利用光学谐振腔：A）可提升激光束方向性，而不能提升激光束单色性。B）可提升激光束单色性，而不能提升激光束方向性。C）可同时提升激光束方向性和单色性。D）即不能可提升激光束方向性也不能提升其单色性。√第43页13、[00]已知某金属逸出功为A，用频率为ν1光照射该金属能产生光电效应，则该金属红限频率ν0=

且遏止电压14、[00]依据量子论，氢原子核外电子状态可由四个量子数来确定，其中主量子数n可取值为，它可决定

氢原子能量1、2、3、….15、[00]电子自旋磁量子数mS只能取和两个值。自发辐射受激辐射受激辐射16、[00]按照原子量子理论，原子能够经过

和

两种辐射方式发光，而激光是由

方式产生。第44页17、[02]已知粒子在一维无限深势阱中运动，其波函数为:那么粒子在x=5a/6处出现概率密度为:√18、[02]n型半导体中杂质原子形成局部能级（也称施主能级）在能带结构中应处于A）满带中.B）导带中.C）禁带中,但靠近满带顶.D）禁带中,但靠近导带底.√第45页19、[02]以波长为λ=0.207μm紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯红限频率赫兹，则其遏止电压。0.99第46页20、假如电子被限制在边界x与x+dx之间，dx=0.5Å，则电子动量x分量不确定量近似地为________________kg·m／s．

(不确定关系式普朗克常量h=6.63×10-34J·s)21、在以下各组量子数空格上，填上适当数值，方便使它们能够描述原子中电子状态(1)

n=2，l=________，ml=-1，．

(2)

n=2，l=0，ml=________，．

(3)

n=2，l=1，ml=0，ms=________．10½、-½第47页22、以波长λ=410nm(1nm=10-9m)单色光照射某一金属，产生光电子最大动能EK=1.0eV，求能使该金属产生光电效应单色光最大波长是多少？(普朗克常量

h=6.63×10-34J·s)第48页23、粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：

(0<x<a)

若粒子处于n=1状态，它在0－a/4区间内概率是多少？

[提醒：]22、以波长λ=410nm(1nm=10-9m)单色光照射某一金属，产生光电子最大动能EK=1.0eV，求能使该金属产生光电效应单色光最大波长是多少？(普朗克常量

h=6.63×10-34J·s)第49页设粒子运动波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所表示，那么其中确定粒子动量准确度最高波函数是哪个图？24、[02](A)(B)(C)(D)√xxxx第50页E25、[01]某金属产生光电效应红线波长为λ0，今以波长为λ(λ<λ0)单色光照射该金属，金属释放出电子(质量为me）动量大小为：第51页DA26、[01]电子显微镜中电子从静止开始经过电势差为U静电场加速后，其德布罗意波长为0.4埃，则U约为：(A)150V(B)330V(C)630V(D)940V27、[01]已知粒子在一维无限深势阱中运动,其波函数为:那么粒子在x=5a/6处出现概率密度为:第52页C28.[01]下述说法中,正确是:(A)本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参加导电,而杂质半导体只有一个载流子参加导电,所以本征半导体导电性能比杂质半导体好.(B)n型半导体性能优于p型半导体,因n型半导体是负电子导电,p型半导体是正离子导电.(C)n型半导体中杂质原子所形成局部能级靠近空带(导带)底部,使局部能级中多出电子轻易被激发跃迁到空带中去,大大提升了半导体导电性能.(D)p型半导体导电机构完全决定于满带中空穴运动.第53页30、[01]（3分）在以下给出条件中，哪些是产生激光条件，将其标号列下：

.（1）自发辐射（2）受激辐射（3）粒子数反转（4）三能级系统（5）谐振腔29、[01]依据量子力学理论,氢原子中电子动量矩在外磁场方向上投影为,当角量子数l=2时,Lz可能值为

.

(2),(3),(4),(5)第54页32、[03]（本题3分）（4632）假如电子被限制在边界x与x+Δx之间，Δx=0.5Å，则电子动量x分量不确定量近似地为________________kg·m／s．

(不确定关系式Δx·Δp≥h，普朗克常量h=6.63×10-34J·s)33、[03]（本题3分）（4968）在以下各组量子数空格上，填上适当数值，方便使它们能够描述原子中电子状态：101.33×10-2331、[03]（本题3分）（8035）光和物质相互作用产生受激辐射时，辐射光和照射光含有完全相同特征，这些特征是指_______________________________________________

．相位、频率、偏振态、传输方向第55页34、[03]（本题5分）（4393）以波长λ=410nm(1nm=10-9m)单色光照射某一金属，产生光电子最大动能EK=1.0eV，求能使该金属产生光电效应单色光最大波长是多少？(普朗克常量h=6.63×10-34J·s)解：设能使该金属产生光电效应单色光最大波长为l0．由可得又按题意：∴得=612nm第56页35、[03]（本题5分）（4526）粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：(0<x<a)若粒子处于n=1状态，它在0－a/4区间内概率是多少？解：粒子位于0–

a/4内概率为：

=0.091返回第57页36、[03]（本题3分）8023

氢原子中处于2p状态电子，描述其量子态四个量子数(n，l，ml，ms)可能取值为

(A)(2，2，1，-1/2）(B)(2，0，0，1/2）(C)(2，1，-1，-1/2）(D)(2，0，1，1/2）37、[03]（本题3分）4789p型半导体中杂质原子所形成局部能级(也称受主能级)，在能带结构中应处于

(A)满带中．(B)导带中．

(C)禁带中，但靠近满带顶．(D)禁带中，但靠近导带底．CC38、[03]（本题3分）4757当氢原子从某初始状态跃迁到激发能(从基态到激发态所需能量)为10.19eV激发态上时，发出一个波长为4860Å光子，则初始状态氢原子能量是________eV．－0.85第58页39、[03]（本题3分）4963原子中电子主量子数n=2，它可能含有状态数最多为______个．40、[03]（本题3分）8034按照原子量子理论，原子能够经过____________________________两种辐射方式发光，而激光是由__________________方式产生．自发辐射和受激辐射受激辐射8第59页41、[04]（本题3分）（4244）在均匀磁场B内放置一极薄金属片，其红限波长为λ0．今用单色光照射，发觉有电子放出，有些放出电子(质量为m，电荷绝对值为e)在垂直于磁场平面内作半径为R圆周运动，那末此照射光光子能量是：(A)(B)(C)(D)B第60页42、[04]（本题3分）（4190）要使处于基态氢原子受激发后能发射赖曼系(由激发态跃迁到基态发射各谱线组成谱线系)最长波长谱线，最少应向基态氢原子提供能量是

(A)1.5eV．(B)3.4eV．

(C)10.2eV．(D)13.6eV．43、[04]（本题3分）（4224）世界上第一台激光器是

(A)氦氖激光器．(B)二氧化碳激光器．

(C)钕玻璃激光器．(D)红宝石激光器．

(E)砷化镓结型激光器．DC第61页44、[04]（本题3分）（4632）假如电子被限制在边界x与x+Δx之间，Δx=0.5Å，则电子动量x分量不确定量近似地为________________kg·m／s．

(不确定关系式Δx·Δp≥h，普朗克常量h=6.63×10-34J·s)45、[04]（本题3分）（4221）原子内电子量子态由n、l、ml及ms四个量子数表征．当n、l、ml一定时，