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1、姓名 _ 学号 _ 大学物理答题纸 第十三章1第十三章 量子物理基础(黑体辐射、光电效应、康普顿效应、玻尔理论、波粒二象性、波函数、不确定关系)一. 选择题 D 1. 当照射光的波长从 4000 变到 3000 时，对同一金属，在光电效应实验中测得的遏止电压将： (A) 减小 0.56 V (B) 减小 0.34 V (C) 增大 0.165 V (D) 增大 1.035 V (普朗克常量 h =6.6310-34 Js，基本电荷 e =1.6010-19 C)解题要点:)()(1212cehveUa C 2. 下面四个图中，哪一个正确反映黑体单色辐出度 MB(T)随 和 T 的变化关系，已知
2、 T2 T1解题要点:斯特藩-玻耳兹曼定律：黑体的辐射出射度 M0(T)与黑体温度 T 的四次方成正比，即.M0 (T )随温度的增高而迅速增加维恩位移律：随着黑体温度的升高，其单色辐出度最大值所对应的波长 向短波方向移m动。 D 3. 在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的 60，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的 (A) 2 倍 (B) 1.5 倍 (C) 0.5 倍 (D) 0.25 倍解题要点:T1T2 (A)MB (T) (B)MB (T)(C)MB (T) (D)MB (T)T2T2 T2T1T1 T1姓名 _ 学号 _ 大学物理答题纸 第十三章2因散射使电子获得的能量：
3、 20cmK静止能量： 20cm C 4. 根据玻尔的理论，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) 5/4 (B) 5/3 (C) 5/2 (D) 5解题要点:L = me v r = n第一激发态 n2 B 5. 氢原子光谱的巴耳末线系中谱线最小波长与最大波长之比为 (A) 7/9 (B) 5/9 (C) 4/9 (D) 2/9解题要点:从较高能级回到 n=2 的能级的跃迁发出的光形成巴耳末系lhEc23max2inEch B 6. 具有下列哪一能量的光子，能被处在 n = 2 的能级的氢原子吸收？ (A) 1.51 eV (B) 1.89 eV (C)
4、2.16 eV (D) 2.40 eV解题要点: 26.13neVEn=lh226.13.eV D 7. 将波函数在空间各点的振幅同时增大 D 倍，则粒子在空间的分布概率将(A) 增大 D2 倍 (B) 增大 2D 倍 (C) 增大 D 倍 . (D) 不变解题要点:注意与各点的概率密度区分开来. 二. 填空题姓名 _ 学号 _ 大学物理答题纸 第十三章31. 康普顿散射中，当散射光子与入射光子方向成夹角 _ _时，散射光子的频率小得最多；当 _0_ 时，散射光子的频率与入射光子相同解题要点:频率小得最多即波长改变量最大2. 氢原子基态的电离能是 _13.6_eV电离能为+0.544 eV 的
5、激发态氢原子，其电子处在 n =_5_ 的轨道上运动解题要点:电离能是指电子从基态激发到自由状态所需的能量.氢原子基态的电离能 = =E12216.3.eVe= 即 +0.544 eV=En26.3nV3. 测量星球表面温度的方法之一，是把星球看作绝对黑体而测定其最大单色辐出度的波长 m，现测得太阳的 m1 = 0.55 m，北极星的 m2 = 0.35 m，则太阳表面温度 T1 与北极星表面温度 T2 之比 T1T2 =_7:11_解题要点:由维恩位移定律: = b mT即 =214. 令 (称为电子的康普顿波长，其中 为电子静止质量，c 为真空中光)/chec em速，h 为普朗克常量)当
6、电子的动能等于它的静止能量时，它的德布罗意波长是 =_c3解题要点:电子的动能： 2cmeK静止能量： 2cemK2e21cue姓名 _ 学号 _ 大学物理答题纸 第十三章421cumhupe5. 若太阳（看成黑体）的半径由 R 增为 2 R，温度由 T 增为 2 T，则其总辐射功率为原来的_64_倍解题要点:由斯特藩-玻耳兹曼定律：太阳的总辐射功率: 024MR42T6. 波长为 0.400m 的平面光波朝 x 轴正向传播若波长的相对不确定量 / =10-6，则光子动量数值的不确定量 px =_ _ _，而光子坐标的最小不确定smkg/16.3量 x =_0.03m_ 解题要点: hp2三.
7、 计算题1. 图中所示为在一次光电效应实验中得出的曲线 (1) 求证：对不同材料的金属，AB 线的斜率相同 (2) 由图上数据求出普朗克恒量 h解:(1)由 得 AhUeae/常 量da/对不同金属,曲线的斜率相同(2) sJetgh 34140.6)0.51(2|Ua| (V) (1014 Hz) A B 0 1.0 2.0 5.0 10. 姓名 _ 学号 _ 大学物理答题纸 第十三章52. 用波长 0 =1 的光子做康普顿实验 (1) 散射角 90的康普顿散射波长是多少？ (2) 反冲电子获得的动能有多大？ (普朗克常量 h =6.6310-34 Js，电子静止质量 me=9.1110-3
8、1 kg)解:(1) 0m1024.(2)根据能量守恒:反冲电子获得动能: 20cmKh0c0 )(0heVJ916.4173. 实验发现基态氢原子可吸收能量为 12.75 eV 的光子 (1) 试问氢原子吸收该光子后将被激发到哪个能级？ (2) 受激发的氢原子向低能级跃迁时，可能发出哪几条谱线？请画出能级图( 定性)，并将这些跃迁画在能级图上解:(1)= =12.75lhE2216.3.1eVnen=4(2)可以发出 、 、 、 、 、 六条谱线413214323n=1n=2n=3413214234. 质量为 me 的电子被电势差 U12 = 100 kV 的电场加速，如果考虑相对论效应，试
9、计算其德布罗意波的波长若不用相对论计算，则相对误差是多少？ (电子静止质量 me=9.1110-31 kg，普朗克常量 h =6.6310-34 Js，基本电荷 e =1.6010-19 C)n=43姓名 _ 学号 _ 大学物理答题纸 第十三章6解：考虑相对论效应：=2cmeK1U21u 3.7121cumhpe )2(12cmeUhem120若不用相对论计算：=21ue1U= =3.88hpe12me120相对误差：4.65. 一电子处于原子某能态的时间为 10-8 s，计算该能态的能量的最小不确定量设电子从上述能态跃迁到基态所对应的光子能量为 3.39 eV，试确定所辐射的光子的波长及此波
10、长的最小不确定量( h = 6.63 10-34 Js )解：根据不确定关系式5.276 3.297Et2J2710eV810根据光子能量与波长的关系 hc3.67Em710波长的最小不确定量为7.132hc15选做题1. 动量为 的原子射线垂直通过一个缝宽可以调节的狭缝 S，p与狭缝相距 D 处有一接收屏 C，如图试根据不确定关系式求狭缝宽度 a 等于多大时接收屏上的痕迹宽度可达到最小解：由不确定关系式 2yp aSDCp姓名 _ 学号 _ 大学物理答题纸 第十三章7而 ，aysinpy则有 2sin由图可知，屏上痕迹宽带不小于 paDaysin2由 可得0dayp且这时 2所以狭缝的宽度调到 时屏上痕迹的宽度达到最小。pDa2. 红外线是否适宜于用来观察康普顿效应，为什么？ (红外线波长的数量级为 105 ，电子静止质量 me=9.1110-31 kg，普朗克常量 h =6.6310-34 Js)解：在康普顿效应中观察到波长最大的偏移值为0485.2cme红外线波长的数量级大约为 ，比 大很多，相对偏移率是如此之小，在51实验中是难以观察出来的，所以不宜用红外线来观察康普顿效应。
