大學(xué)物理學(xué)下冊答案第15章

千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦大學(xué)物理學(xué)下冊答案第15章第15章量子物理

一挑選題

15-1下列物體中屬于肯定黑體的是[]

(A)不輻射可見光的物體(B)不輻射任何光芒的物體(C)不能反射可見光的物體(D)不能反射任何光芒的物體解：選(D)。肯定黑體能夠100%汲取任何入射光芒，因而不能反射任何光芒。

15-2用頻率為υ的單色光照耀某種金屬時，逸出光電子的最大動能為kE；若改用頻率為2υ的單色光照耀此金屬，則逸出光電子的最大初動能為[]

(A)k2E(B)k2hEυ-(C)khEυ-(D)khEυ+解：選(D)。由kEhWυ=-，'2kEhWυ=-，得逸出光電子的最大初動能

'k()kEhvhvWhvE=+-=+。

15-3某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的紅限波長為0λ，今以波長為λ(0λλ時，氫原子發(fā)生電離，得2'3.4eVE>，因此最小能量為3.4eV。

15-6關(guān)于不確定關(guān)系xxph??≥有以下幾種理解，其中正確的是[](1)粒子的動量不行能確定(2)粒子的坐標(biāo)不行能確定

(3)粒子的動量和坐標(biāo)不行能同時確定

(4)不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子，也適用于其他粒子(A)(1),(2)(B)(2),(4)(C)(3),(4)(D)(4),(1)解：選(C)。按照hpxx≥???可知，(1)、(2)錯誤，(3)正確；不確定關(guān)系適用于微觀粒子，包括電子、光子和其他粒子，(4)正確。

二填空題

15-7已知某金屬的逸出功為W，用頻率為1υ的光照耀該金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則該金屬的紅限頻率0υ=________，截止電勢差cU=________。

解：由0Whv=，得h

Wv=

0；由21em12hvmvW=+，而2

emc12mveU=，所以

1chveUW=+，得1chW

Ue

υ-=

。

15-8在康普頓效應(yīng)中，波長為0λ的入射光子與靜止的自由電子碰撞后反向彈回，而散射光子的波長變?yōu)棣耍瑒t反沖電子獲得的動能為________。

解：由2200+=+hvmchvmc，得2200ν-=-mcmchhv，其中220-mcmc為反沖電子獲得的動能kE，因此k00

1

1

(

)Ehhvhcνλλ

=-=-。

15-9按照玻爾氫原子理論，若大量氫原子處于主量子數(shù)n=5的激發(fā)態(tài)，則躍遷輻射的譜線可以有________條，其中屬于巴耳末系的譜線有________條。

解：n從5到4、3、2、1，從4到3、2、1，從3到2、1，從2到1，一共有10條；巴爾末系2=k，從5到2，從4到2，從3到2，一共有3條。

15-10氫原子由定態(tài)l躍遷到定態(tài)k可放射一個光子。已知定態(tài)l的電離能為0.85eV，又知使氫原子從基態(tài)激發(fā)到定態(tài)k所需能量為10.2eV，則在上述躍遷中氫原子所放射的光子的能量為________。

解：基態(tài)的能量113.6eVE=-，則定態(tài)k的能量13.610.23.4eVkE=-+=-，已知定態(tài)l的電離能為0.85eV，則定態(tài)l的能量0.85eVlE=-，因此由定態(tài)l躍遷到定態(tài)k，所放射的光子的能量為2.55eVlkEE-=。

15-11運(yùn)動速率等于在300K時方均根速率的氫原子的德布羅意波長是________；質(zhì)量為1gm=，以速度1cm/sv=運(yùn)動的小球的德布羅意波長是________。（氫原子質(zhì)量27H1.6710kgm-=?）

解：

方均根速率為rmsv=

，代入數(shù)據(jù)，得3rms2.7310m/sv=?，由于rmsvc，所以氫原子的德布羅意波長Hrms

hh

pmvλ=

=，代入數(shù)據(jù)，得0.145nmλ=；同樣，小球速度vc，德布羅意波長hh

pmv

λ=

=，代入數(shù)據(jù)，得206.6310nmλ-=?

15-12在電子單縫衍射試驗(yàn)中，若縫寬為0.1nma=（91nm=10m-），電子束垂直射在單縫上，則衍射的電子橫向動量的最小不確定量p?=________。

解：由aph??≥，得h

pa

?≥

，代入數(shù)據(jù)，得246.6310kg.m/sp-?≥?。

15-13已知粒子在一維矩形無限深勢阱中運(yùn)動，其波函數(shù)為

3()(0)xxxaa

πψ=

≤≤那么粒子在/6xa=處浮現(xiàn)的概率密度為________。

解：概率密度為2

2

23()sinxxaaπψ=，/6xa=代入，得2

2()xa

ψ=。

三計算題

15-14已知從鋁金屬逸出一個電子需要4.2eV的能量，若用可見光投射到鋁的表面，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？

解：由2

em12

hvmvW=+可知，惟獨(dú)當(dāng)hvW>時，才干產(chǎn)生光電效應(yīng)；可見光

的波長范圍為400760nm，當(dāng)波長為400nm時，能量最大，3.1eVhc

hvλ

=

=，而

4.2eVW=，因此hvW，由

2

2d()0dxx

ψ=，得

2822sincos0xxaaa

πππ

=，

244sin0xaaππ=，考慮到0xa≤≤，因此，30,,,,424

aaa

xa=，又由

2

222d()0dxxψ>，得23164cos0xa