大學(xué)物理第13章習(xí)解答

1、第13章13-1 將星球看成黑體，由維恩位移定律 對(duì)北極星： 對(duì)天狼星：13-2 由斯特藩-玻耳茲曼定律及維恩位移定律，可得輻出度與峰值波長關(guān)系為 所以 即 13-3 太陽表面單位時(shí)間單位面積輻射的能量為以太陽為中心，t時(shí)間通過半徑為R的球面的能量為。根據(jù)相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系式,可得太陽一年內(nèi)由于輻射而損失的質(zhì)量為 13-4 太陽每秒鐘發(fā)射到地球表面每平方厘米的輻射能量為0.14J. 每個(gè)光子的能量為則發(fā)射的光子的數(shù)目為.13-5 （1）單位時(shí)間內(nèi)傳到金屬單位面積上的能量為. 每個(gè)光子的能量為則單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬單位面積上的光子數(shù)為 （2）由愛因斯坦光電效應(yīng)方程 光電子的初動(dòng)能 13-6 由愛因斯

2、坦光電產(chǎn)應(yīng)方程 光子的最大初動(dòng)能 ，所以遏止電勢差，紅限波長13-7 (1) 紅光光子的能量、動(dòng)量和質(zhì)量分別為 (2) X射線的能量、動(dòng)量和質(zhì)量分別為(3) r射線的能量、動(dòng)量和質(zhì)量分別為13-8 由康普頓散射公式 又因?yàn)?所以13-9 X射線的能量為0.6MeV,相應(yīng)X射線的波長為 經(jīng)散射后 散射后X射線能量為 反沖電子量為13-10 散射前后能量守恒，所以有整理得 13-11 （1）由康普頓公式 故 由能量守恒，反沖電子獲得的動(dòng)能為 故=10-8(2) 入射光波長與相差不大時(shí)，康普頓效應(yīng)顯著。13-12 由于巴耳末系中僅觀察到三條譜線，因此基態(tài)氫原子被激發(fā)到n=5的定態(tài)上。 (1) 由頻率

3、條件 （2）由n=5向n=2躍遷時(shí)發(fā)出光子的波長為 由n=4向n=2躍遷時(shí)發(fā)出光子的波長為由n=3向n=2躍遷時(shí)發(fā)出光子的波長為13-13 則n1的定態(tài)向n=1的定態(tài)躍遷時(shí)產(chǎn)生的譜線屬于賴曼系。長波極限波長是由n=2向n=1躍遷時(shí)產(chǎn)生。 短波極限波長是由n=向n=1躍遷時(shí)產(chǎn)生的13-14 由氫原子能級(jí)公式 電離能13-15 (1) 與譜線相應(yīng)的能量為（2）該譜線屬巴耳末系，故k=2，則題13-15圖 （3）最多可發(fā)射4個(gè)線系，共10條譜線，見圖，最短波長為n=5向n=1躍遷發(fā)出的譜線的波長。13-16 （1）由歸一化條件，所以A=2 （2）概率分布函數(shù) （3） 粒子概率最大位置13-17 （1

4、）由歸一化條件，有 歸一化波函數(shù)為 概率分布函數(shù) ,歸一化波函數(shù)為 概率分布函數(shù)13-18 德布羅意關(guān)系式 (1) （2） （3）13-19 粒子的能量eU,動(dòng)量 由德布羅意關(guān)系式 所以 13-20 電子經(jīng)加速后的動(dòng)能 光子的能量 所以, 13-21 根據(jù)相對(duì)論中總能量與動(dòng)量的關(guān)系式 由德布羅意關(guān)系式當(dāng)時(shí)，時(shí)， 所以13-22 根據(jù)海森伯不確定關(guān)系 (1) （2） （3）13-23 由德布羅意關(guān)系式 兩邊微分，只考慮絕對(duì)值，得，代入海森伯不確定關(guān)系式 ，即13-24 由13-23結(jié)論，13-25 ，兩邊微分，取絕對(duì)值，得將上式代入海森伯不確定關(guān)系13-26 概率分布函數(shù) （1）粒子處于基態(tài)時(shí) n=1 , 在到之間找到粒子的概率為 （2）在到之間找到粒子的概率為 13-27 一維無限深勢阱中粒子的波函數(shù)為 解的 13-28 軌道角動(dòng)量 軌道角動(dòng)量分量 自旋角動(dòng)量 13-29