2014波粒二象性作业答案

1、第十八章 波粒二象性,一、 选择题,1. 在一般温度下，普通物体主要辐射,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,单色辐出度 B.单色吸收比 C.温度 D.发光波长,A.向长波方向移动 B.向短波方向移动 C.先向短波方向移动，后向长波移动 D.不受温度变化的影响,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( )。,4.由普朗克假设，黑体辐射过程中谐振子吸收或发射能量是不连续的，最小能量值大小（ ）,A.与振子振幅成正比；B.与振子频率成正比； C.与振子数量成正比；D.与黑体温度

2、成正比。,6.在康普顿效应中，光子与电子碰撞前后二者的动量、能量关系是（）,A.总能量守恒，总动量不守恒; B.总能量不守恒，动量守恒； C.能量、动量都守恒； D.能量、动量都不守恒。,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,5.在康普顿效应中，波长的改变量 仅决定于( )。,8.在300K时达到热平衡的中子，其平均德布罗意波长的数量级为,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,10.关于微观粒子的测不准关系，下列说法中正确的是,9.下列哪个

3、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,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都是 的，是一个取决于 和 的函数。,3.瑞利和金斯为了从理论上找出符合黑体辐射实验结果的函数式，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“ ”。,相同,波

4、长,温度,四,紫外灾难,4 在做光电效应实验时，先用波长为1 的激光束1，全部入射到某金属表面上，产生光电流I10，再换用波长2 的激光束2，全部入射到该金属表面上，产生光电流I20.设激光束1、2的功率相同，但1 2 ,则饱和光电流I1m与I2m间的大小关系为I1m I2m 。,5.按照爱因斯坦光子学说，如果光子波长为 ，则其动量的大小= ；动能=,6.在康普顿效应中，光子与束缚较弱电子碰撞时，光子能量 ，波长 ；光子与束缚较紧电子碰撞时，能量 ，波长 。,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。,不变,不变,

5、减小,增大,量子,能量,动量,9. 按波尔理论，当电子轰击基态氢原子时，如果仅产生一条光谱线，则电子的能量范围是,1216,10.实物粒子与光一样具有 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 。,波动性,11.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U约为 。,938V,三、计算题 1、假设太阳和地球都可看作黑体，各有固定的表面温度，地球的热辐射能源全部来自太阳，地球表面温度TE=300K,半径RE=6400km,太阳半径RS=6.95105km,日地距离d=1.496

6、108km，求太阳表面温度TS,太阳辐射能量分布在半径为d的球面上，被地球吸收的能量E仅为地球横截面积上的能量，,2.利用单色光和金属钠作光电效应实验，测得当 时，光电子的最大初动能1.85eV，当 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：根据光电效应方程,对两种波长分别有,3.用于康普顿散射实验中的X射线波长 m。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。,解：,(1),(2),(3),当反冲电子的能量最大时,4.在康普顿散射实验中，当入射光的波长分别为0.05nm的X射线和500nm的可见光时，反冲电

7、子所获得的最大能量为多少？并分析其结果。,结论：可见光光子能量小，给予电子的能量 也很小，此时外层电子不能当做自由电子。,5.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？ (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？ (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线？,解：,波长最短E最大,6.当氢原子放出光子时，试计算由于氢原子的 反冲所引起光波波长的变化。,解：设氢原子初始为静止状态，,结论：反冲导致波长变化可以忽略不计,7.一个质量