ch物理學(xué)的困難與量子力學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)習(xí)題及答案

1、第17章習(xí)題解答 1已知在紅外線范圍（）內(nèi)，可近似將人體看做黑體。假設(shè)成人體表面積的平均值為，表面溫度為，求人體輻射的總功率。解：根據(jù)斯忒藩-玻耳茲曼定律，可得人體單位表面積的輻射功率為人體輻射的總功率為2將星球看做絕對(duì)黑體，利用維恩位移定律測(cè)量便可求得T，這是測(cè)量星球表面溫度的方法之一。設(shè)測(cè)得太陽的，北極星的，天狼星的，試求這些星球的表面溫度。 解：將這些星球看成絕對(duì)黑體，則按維恩位移定律：對(duì)太陽： 對(duì)北極星：對(duì)天狼星： 3已知銫的光電效應(yīng)紅限波長是660nm，用波長的光照射銫感光層，求銫放出的光電子的速度。解：故用此波長的光照射銫感光層可以發(fā)生光電效應(yīng)。 得：4從鋁中移出一個(gè)電子需要4.2

2、 eV 的能量，今有波長為200nm的光投射到鋁表面。試問：(1)由此發(fā)射出來的光電子的最大動(dòng)能是多少？(2)截止電壓為多大？(3)鋁的截止（紅限）波長有多大？解：(1)已知逸出功據(jù)光電效應(yīng)公式則光電子最大動(dòng)能：截止電壓 (3)紅限頻率, 截止波長 5設(shè)太陽照射到地球上光的強(qiáng)度為8 J/（s·m2），如果平均波長為500nm，則每秒鐘落到地面上1m2的光子數(shù)量是多少？若人眼瞳孔直徑為3mm，每秒鐘進(jìn)入人眼的光子數(shù)是多少？解：一個(gè)光子能量 秒鐘落到地面上的光子數(shù)為每秒進(jìn)入人眼的光子數(shù)為6、求波長為500nm的可見光光子的能量、動(dòng)量和質(zhì)量。解：可見光子的能量、動(dòng)量和質(zhì)量分別為7若一個(gè)光子

3、的能量等于一個(gè)電子的靜能，試求該光子的頻率、波長、動(dòng)量。解：電子的靜止質(zhì)量當(dāng) 時(shí)， 則8波長的X射線在石臘上受到康普頓散射，求在和方向上所散射的X射線波長各是多大。解：在方向上：散射波長在方向上散射波長 9已知X光光子的能量為0.60 MeV，在康普頓散射之后波長變化了20%，求反沖電子所獲得的動(dòng)能。解：已知射線的初能量又有經(jīng)散射后 此時(shí)能量為 反沖電子能量 10在康普頓散射中，入射光子的波長為0.003nm，反沖電子的速度為0.60，求散射光子的波長及散射角。解：反沖電子的能量增量為由能量守恒定律，電子增加的能量等于光子損失的能量，故有 散射光子波長由康普頓散射公式可得 散射角為 11用能量

4、為12.5eV的電子去激發(fā)基態(tài)氫原子，問受激發(fā)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)哪些波長的光譜線？解：設(shè)氫原子全部吸收能量后，最高能激發(fā)到第個(gè)能級(jí)，則得，只能取整數(shù)， 最高激發(fā)到，當(dāng)然也能激發(fā)到的能級(jí)于是可以發(fā)出以上三條譜線12處于基態(tài)的氫原子被外來單色光激發(fā)后，巴爾末系中只有兩條譜線，試求這兩條譜線的波長及外來光的頻率。解：巴爾末系是由的高能級(jí)躍遷到的能級(jí)發(fā)出的譜線只有二條譜線說明激發(fā)后最高能級(jí)是的激發(fā)態(tài)基態(tài)氫原子吸收一個(gè)光子被激發(fā)到的能態(tài) 13當(dāng)基態(tài)氫原子被12.09eV的光子激發(fā)后，其電子的軌道半徑將增加到原來的多少倍?解： , ,軌道半徑增加到倍.14什么是德布羅意波？哪些實(shí)驗(yàn)證實(shí)微觀粒子具有波動(dòng)性？解：實(shí)物粒子也具有波粒二象性，這種與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波稱為德布羅意波。戴維遜-革末實(shí)驗(yàn)以及湯姆遜電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了微觀粒子具有波動(dòng)性。15在電子束中，電子的動(dòng)能為200eV，則電子的德布羅意波長為多少？當(dāng)該電子