《第十九章 量子物理17729.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十九章 量子物理17729.doc（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十九章 量子物理17729必须有所知，否则不如死。罗曼罗兰第十九章 量子物理 19-1 某黑体在加热过程中，其单色辐出度的峰值波长由0.69 ?m变化到0.50 ?m，问其辐射出射度增加为多少倍？（答案：3.63） 19-2 恒星表面可看作黑体测得北极星辐射波谱的峰值波长?m =350nm(1nm=10?9m)，试估算它的表面温度及单位面积的辐射功率 （b = 2.89710-3 mK， ? = 5.6710-8 W/(m2K4)） （答案：8280 K，2.67108 W/m2） 19-3 一黑体在某一温度时的辐射出射度为 5.7104 W/m2，试求该温度下辐射波谱的峰值波长?m （b
2、= 2.89710-3 mK, ? = 5.6710-8 W/(m2K4)）（答案：2.8910-6 m） 19-4 已知垂直射到地球表面每单位面积的日光功率（称太阳常数）等于1.37103 W/m2 (1) 求太阳辐射的总功率 (2) 把太阳看作黑体，试计算太阳表面的温度 （地球与太阳的平均距离为1.5108 km，太阳的半径为6.76105 km，? = 5.6710-8 W/(m2K4)）（答案：3.871026 W；5872 K K） 19-5 用辐射高温计测得炼钢炉口的辐射出射度为22.8 Wcm-2，试求炉内温度 （斯特藩常量? = 5.6710-8 W/(m2K4) ）（答案：1
3、.42103 K） 19-6 波长为?的单色光照射某金属M表面发生光电效应，发射的光电子(电荷绝对值为e，质量为m)经狭缝S后垂直进入磁感应强度为的均匀磁场(如图示)，今已测出电子在该磁场中作圆运动的最大半径为R求 (1) 金属材料的逸出功A； (2) 遏止电势差Ua （答案：； ） 19-7 用单色光照射某一金属产生光电效应，如果入射光的波长从? 400 nm减到? 360 nm (1 nm = 10-9 m)，遏止电压改变多少？数值加大还是减小？ (普朗克常量h =6.6310-34 Js，基本电荷e =1.6010-19 C) （答案：0.345V，数值加大） 19-8 以波长? 410
4、 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)（答案：612 nm） 19-9 红限波长为?0 =0.15 ?的金属箔片置于B =3010-4 T的均匀磁场中今用单色?射线照射而释放出电子，且电子在垂直于磁场的平面内作R = 0.1 m的圆周运动求?射线的波长(普朗克常量h =6.6310-34 Js，基本电荷e =1.6010-19 C,电子质量me=9.1110-31 kg)（答案：0.137 ?） 19-10 光电管的阴极用逸出功为A
5、= 2.2 eV的金属制成，今用一单色光照射此光电管，阴极发射出光电子，测得遏止电势差为| Ua | = 5.0 V，试求： (1) 光电管阴极金属的光电效应红限波长； (2) 入射光波长 （普朗克常量h = 6.6310-34 Js， 基本电荷e = 1.610-19 C）（答案：5.6510-7 m；1.7310-7 m） 19-11 功率为P的点光源，发出波长为?的单色光，在距光源为d处，每秒钟落在垂直于光线的单位面积上的光子数为多少？若?=6630 ?，则光子的质量为多少？ (普朗克常量h =6.6310-34 Js)（答案：，3.3310-36 kg） 19-12 已知X射线光子的能
6、量为0.60 MeV，若在康普顿散射中散射光子的波长为入射光子的1.2倍，试求反冲电子的动能 （答案：0.10 MeV） 19-13 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=9.1110-31 kg)（答案：1.02410-10 m；4.6610-17 J） 19-14 假定在康普顿散射实验中，入射光的波长?0 = 0.0030 nm，反冲电子的速度v = 0.6 c，求散射光的波长? (电子的静止质量me=9.1110-31 kg ，普朗克常量h =
7、6.6310-34 Js，1 nm = 10-9 m，c表示真空中的光速) （答案：0.00434 nm） 19-15 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 （答案：n =4；可以发出?41、?31、?21、?43、?42、?32六条谱线，图略） 19-16 已知氢光谱的某一线系的极限波长为3647 ?，其中有一谱线波长为6565 ?试由玻尔氢原子理论，求与该波长相应的始态与终态能级的能量 (R =1.097107 m-
8、1 ) （答案：-1.51 eV ；-3.4 eV，） 19-17 在氢原子中，电子从某能级跃迁到量子数为n的能级，这时轨道半径改变q倍，求发射的光子的频率 （答案：） 19-18 氢原子光谱的巴耳末线系中，有一光谱线的波长为4340 ?，试求： (1) 与这一谱线相应的光子能量为多少电子伏特？ (2) 该谱线是氢原子由能级En跃迁到能级Ek产生的，n和k各为多少？ (3) 最高能级为E5的大量氢原子，最多可以发射几个线系，共几条谱线？ 请在氢原子能级图中表示出来，并说明波长最短的是哪一条谱线 （答案：2.86 eV；n=5，k =2；可发射四个线系，共有10条谱线，波长最短的是由n =5跃迁
9、到n =1的谱线，图略） 19-19 处于基态的氢原子被外来单色光激发后发出的光仅有三条谱线，问此外来光的频率为多少？ (里德伯常量R =1.097107 m-1) （答案：2.921015 Hz） 19-20 试求氢原子线系极限的波数表达式及赖曼系(由各激发态跃迁到基态所发射的谱线构成)、巴耳末系、帕邢系(由各高能激发态跃迁到n =3的定态所发射的谱线构成)的线系极限的波数(里德伯常量R =1.097107 m-1 ) （答案：，赖曼系：1.097107 m-1，巴耳末系：0.274107 m-1，帕邢系：0.122107 m-1） 19-21 处于第一激发态的氢原子被外来单色光激发后，发射
10、的光谱中，仅观察到三条巴耳末系光谱线试求这三条光谱线中波长最长的那条谱线的波长以及外来光的频率 (里德伯常量R =1.097107 m-1) （答案：656 nm，6.911014 Hz） 19-22 已知氢原子中电子的最小轨道半径为 5.310-11 m，求它绕核运动的速度是多少？ (普朗克常量h =6.6310-34 Js，电子静止质量me=9.1110-31 kg)（答案：2.18106 m/s） 19-23 试估计处于基态的氢原子被能量为 12.09 eV的光子激发时，其电子的轨道半径增加多少倍？ （答案：增加到基态时的9倍） 19-24 当氢原子从某初始状态跃迁到激发能(从基态到激发
11、态所需的能量)为?E = 10.19 eV的状态时，发射出光子的波长是?=4860 ?，试求该初始状态的能量和主量子数(普朗克常量h =6.6310-34 Js，1 eV =1.6010-19 J) 必须有所知，否则不如死。罗曼罗兰（答案：-0.85 eV，4） 19-25 用某频率的单色光照射基态氢原子气体，使气体发射出三种频率的谱线，试求原照射单色光的频率 (普朗克常量h =6.6310-34 Js，1 eV =1.6010-19 J)（答案：2.921015 Hz） 19-26 已知氢原子光谱中有一条谱线的波长是?=1025.7 ?，氢原子的里德伯常量R =109677 cm-1问：跃迁
12、发生在哪两个能级之间？ （答案：是在n =3n =1的能级之间） 19-27 假设电子绕氢核旋转的玻尔轨道的圆周长刚好为电子物质波波长的整数倍，试从此点出发解出玻尔的动量矩量子化条件 19-28 ?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) 试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？ (?粒子的质量m? =6.6410-27 kg，普朗克常量h =6.6310-34 Js，基本电荷e =1.6010-19 C)（答案：1.00102nm；6.6410-34 m） 19-29 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=9.1110-31 kg，普朗克常量h =6.6310-34 Js, 1 eV =1.6010-19 J)（答案：5.010-6 eV）
