量子力学复习(总)课件

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1、量子物理基础,一、重要基本概念：,1. 普朗克量子假说,2、 爱因斯坦光子理论：,3、光电效应本质：,4、 康普顿效应本质：,5、 玻尔氢原子理论三条基本假设：,6、 物质波:,7、 不确定关系:,8、 波函数:,9、 泡利不相容原理:,10、 能量最小原理：,11、 四个量子数:,12、 重要公式:,13、 重要数据:,1. 已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应。若此金属的逸出电势差为 U0 （使电子从金属逸出需作功 e U0 ), 则此单色光的波长 必须满足： A) hc / (eU0) . B) hc / (eU0) . C) eU0 /( hc ). D) eU0 /( hc )

2、.,2. 关于光电效应有下列说法： (1) 任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应. (2) 若入射光的频率都大于一给定金属的红限, 则该金属分别受到不同频率的光照射时,释出的光电子的最大初动能也不同. (3) 若入射光的频率都大于一给定金属的红限, 则该金属分别受到不同频率,但强度相等的光照射时, 单位时间释出的光电子数一定相等. (4) 若入射光的频率都大于一给定金属的红限, 则当入射光的频率不变,而强度增大一倍时,该金属的饱和光电流也增大一倍. 其中正确的是 . A. (1), (2), (3). B. (2), (3), (4). C. (2), (3). D. (2),

3、(4).,3. 用频率为 1 的单色光照射某金属时, 测得饱和电流为 I1 . 用频率为 2 的单色光照射某金属时, 测得饱和电流为 I2 . 若 I1 I2 ,则 A. 1 2 . B. 1 2 . C. 1 = 2 . D. 1 , 2的关系还不能 确定.,4. 以一定频率的单色光照射到某金属,测出其光电流的曲线如图中实线所示,然后在光强度不变的条件下,增大光的频率,测出其光电流的曲线如图中的虚线所示.则满足题意的图是 ,5. 以一定频率的单色光照射到某金属,测出其光电流的曲线如图中实线所示, 然后保持频率不变，增大光强, 测出其光电流的曲线如图中的虚线所示. 则满足题意的图是 ,6. 根

4、据玻尔理论，氢原子在 n = 5 轨道上的动量矩与在第一激发态的轨道动量矩之比为： A. 5 / 2 .B. 5 / 3 .C. 5 / 4 . D. 5 .,7. 若粒子（电量为 2 e ）在磁感应强度为 B 的均匀磁场中沿半径为 R 的圆形轨道运动，则 粒子的德布罗意波长为 。 A. h / ( 2 e R B ) . B. h / ( e R B ) . C. 1 / ( 2 e R B h ) . D。 1 / ( e R B h ) .,8. 要使处于基态的氢原子受激发后，能发射莱曼系的最长波长的谱线，至少应向基态氢原子提供的能量是 。 A) 1. 5 eV . B) 3. 4 eV

5、 . C) 10. 2 eV .D) 13. 6 eV.,9.,10. 康普顿散射中， 当出射光子与入射光子方向成夹角= 时，光子的频率减小得最多；当= 时， 光子的频率保持不变。,16. 已知氢原子光谱的某一线系的极限波长为 3647 埃，其中有一谱线波长为 6565 埃，求与该波长相应的始态和终态能级的能量（ R= 1. 097 107 m -1 ).,17. 粒子在磁感应强度为 B= 0. 025 T 的均匀磁场 中沿半径为 R = 0. 83 cm 的圆形轨道运动。 （1）计算其德布罗意波长。 （2） 若使质量 m = 0. 1 g 的小球以与 粒子相同的速率运动，则其波长为多少？ （

6、m =6. 6410 -27 kg ),18. 根据玻尔理论（1）计算氢原子中 电子在量子数为 n 的轨道上作圆周运动的频率。（2）计算当该电子跃迁到（ n - 1）的轨道上时所发出的光子的频率。（3）证明当 n 很大时，上述（1）和（2）的结果近似相等。,19. 已知某电子的德布罗意波长和光子的波长相同。 （1）它们的动量大小是否相同？为什么？ （2）它们的（总）能量是否相同？为什么？,20. 在 x 散射实验中，若散射光波长是入射光波长的 1.2 倍 ，则入射光光子能量与散射光光子能量之比0 / 为 A) 0. 8 B) 1. 2 C) 1. 6 D) 2. 0,21. 当大量氢原子处于

7、n = 3 的激发态时，原子跃迁将发出： A) 一种波长的光。 B) 两种波长的光。 C) 三种波长的光。 D) 连续光谱。,22. 若有两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的 A) 动量相同。 B) 能量相同。C) 速度相同。D) 动能相同。,23. 氢原子的 L 壳层中，电子可能具有的量子数 （ 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 ),28.根据量子力学理论，氢原子中电子的动量矩在外磁场方向上的投影为 ，当角量子数l

8、 =2时，Lz的可能取值为, 半导体 n （电） 4 （5）施主导底 p（空） 4 （3）受主满顶,2. 激发本征半导体中传导电子的几种方法有（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的只有 A. (1)(2). B. (3)(4). C. (1)(2)(3). D. (1)(2)(4).,3. 与绝缘体比较，半导体的能带结构特点是 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（Cd S）晶体的禁带宽度为 2. 42 eV, 要使

9、这种晶体产生本征光导电，则入射到晶体上的光的波长不能大于 A. 650 nm. B. 628 nm. C. 550 nm. D. 514 nm.,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. 激光全息照相技术主要利用激光的哪一种优良特性？ A) 亮度高。 B)方向性好。 C)相干性好。 D)抗电磁干扰能力强。 ,9 . 激光器中，光学谐振腔的作用是 （1） （2） （3）,1、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

10、。,2、氢原子中处于3d量子态的电子，描述其量子态的四个量子 数（n， l ，ml, ，ms ）可能取的值为：,3、氩（Z = 18）原子基态的电子组态是：,历年考试题,A、（1） B、（2） C、（1），（3） D、（3）E、（4）,4、附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度T=0K 时的能带 结构图。其中属于绝缘体的能带结构是：,自发辐射,受激辐射,受激辐射,7、当电子的德布罗意波长与可见光波长( = 5500 )相同时， 求它的动能是多少电子伏特？ （电子质量me = 9.11 10-31 kg，普朗克常量h = 6.6310-34J.s 1eV=1.6 10-19J ）,8、 某金属产

11、生光电效应的红限波长为0，今以波长为（ 0）的单色光照射该金属，金属释放出的电子（质量为me）的动量大小为:,9、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 . 4 ，则U约为：,A)150V B)330V C)630V D)940V,11、 硫化镉（CdS）晶体的禁带宽度为2.42 e V，要使这种晶体产生本征光电导，则入射到晶体上的光的波长不能大于: (普朗克常数h = 6.6310 - 34J.s，基本电荷e =1.6 10 - 19C）,A ) 650nm B ) 628nm C ) 550 nm D ) 514nm,12、 在激光器中利用光学谐振腔

12、：,A）可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的单色性。 B）可提高激光束的单色性，而不能提高激光束的方向性。 C）可同时提高激光束的方向性和单色性。 D）即不能可提高激光束的方向性也不能提高其的单色性。,14、 根据量子论，氢原子核外电子的状态可由四个量子数来确定， 其中主量子数n可取的值为 ，它可决定,氢原子能量,1、2、3、.,自发辐射,受激辐射,受激辐射,16、按照原子的量子理论，原子可以通过 和 两种辐射方式发光，而激光是由 方式产生的。,18、n 型半导体中杂质原子形成的局部能级（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,但接近满带顶. D）禁带中

13、,但接近导带底.,19、 以波长为 = 0. 207 m 的紫外光照射金属钯表面产生光电 效应，已知钯的红限频率 赫兹，则其遏止 电压 。,0.99,20、如果电子被限制在边界x与x +dx之间，dx =0.5 ，则电子 动量x分量的不确定量近似地为_kgms (不确定关系式 普朗克常量h =6.6310-34 Js),21、在下列各组量子数的空格上，填上适当的数值，以便使 它们可以描述原子中电子的状态,(1)n =2，l =_，ml= -1， (2)n =2，l =0，ml =_， (3)n =2，l =1，ml = 0，ms =_ ,1,0, 、- ,23、粒子在一维矩形无限深势阱中运动，

14、其波函数为： (0 x a) 若粒子处于n =1的状态，它在 0a /4区间内的概率是多少？ 提示： ,22、以波长= 410 nm (1 nm = 10-9 m)的单色光照射某一金属， 产生的光电子的最大动能EK= 1.0 eV，求能使该金属产 生光电效应的单色光的最大波长是多少？ (普朗克常量 h =6.6310-34 Js),设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图？,24、,(A),(B),(C),(D),x,x,x,x,E,25、某金属产生光电效应的红线波长为0，今以波长为( 0)的单色光照射该金属，金属释放出

15、的电子(质量为me）的动量大小为：,26、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，其德布罗意波长为0.4埃，则U约为： (A)150V (B)330V (C)630V (D)940V,D,A,C,28.下述说法中,正确的是: (A)本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参与导电,而杂质半导体只有一种载流子参与导电,所以本征半导体导电性能比杂质半导体好. (B) n型半导体的性能优于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的局部能级靠近空带(导带)的底部,使局部能级中多余的电子容易被激发跃迁到空带中去,大大提高了半导体导电性能. (D)p型半导体的导电机构完全决定于满带中空穴的运动.,30、 在下列给出的条件中，哪些是产生激光的条件，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、 根据量子力学理论,氢原子中电子的动量矩在外磁场方向上的投影为