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量子力學答案
作业10 量子力学简介Ⅰ
***黑体辐射:
1、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
.
2、维恩位移定律: 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动。=
[ ]1.(基础训练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T2 T1.
2.(基础训练14)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= 0.55m,北极星的= 0.35m,则太阳表面温度T1与北极星表面温度T2之比T1?T2 = 。
3、(自测提高12)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__ _倍
解题要点:
1、C斯特藩-玻耳兹曼定律:.M0 (T )维恩位移律:随着温度的升高,其单色辐出度最大值所对应的波长向短波方向移动= ∴∝即=
64,由斯特藩-玻耳兹曼定律:
***光电效应:
1、根据爱因斯坦光电效应方程:
2、红限频率:
3、光子能量:,
[ ]1.(基础训练4)用频率为??的单色光照射某种金属时,逸出光电子的最大动能为EK;若改用频率为2??的单色光照射此种金属时,则逸出光电子的最大动能为:
(A) 2 EK. (B) 2h??- EK. (C) h??- EK. (D) h??+ EK.
[ ]2.(自测提高2)已知一单色光照射在钠表面上,测得光电子的最大动能是 1.2 eV,而钠的红限波长是5400 ?,那么入射光的波长是
5350 ?. (B) 5000 ?. (C) 4350 ?. (D) 3550 ?.
(基础训练12)光子波长为?,则其能量= ;动量的大小 = ;质量= 。
解题要点:
1、D根据爱因斯坦光电效应方程:,,两式相减即可得出答案。
2、D根据爱因斯坦光电效应方程:红限频率,可得:
3、(基础训练12)光子波长为?,则其能量=;动量的大小 =;质量=
***康普顿效应
散射波长:
反冲电子的动能:
1、(基础训练13)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???_ _ 时,散射光子的频率与入射光子相同。
2、(基础训练21)波长为?0 = 0.500 ?的X射线被静止的自由电子所散射,若散射线的波长变为??= 0.522 ?,试求反冲电子的动能EK.
解题要点:
、 0, , ,频率小得最多即波长改变量最大。
2、根据能量守恒:
∴反冲电子获得动能:
***玻尔理论
原子系统存在一系列不连续的能量状态,处于这些状态的原子中电子只能在一定的轨道上绕核作圆周运动,但不辐射能量。这些状态称为稳定状态,简称定态。
原子从一较大能量En的定态向另一较低能量Ek的定态跃迁时,
轨道角动量量子化假设
氢原子:
[ ]1.(基础训练5)要使处于基态的氢原子受激发后能发射赖曼系(由激发态跃迁到基态发射的各谱线组成的谱线系)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. (C) 10.2 eV. (D) 13.6 eV.
[ ]2.(自测提高3)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) 2.16 eV. (D) 2.40 eV.
(自测提高14)氢原子基态的电离能是 _______eV.电离能为+0.544 eV的激发态氢原子,其电子处在n =___ 的轨道上运动.
4.(基础训练15)欲使氢原子能发射巴耳末系中波长为4861.3 ?的谱线,最少要给基态氢原子提供____ ____eV的能量。(里德伯常量R =1.097×107 m-1 )
5.(基础训练22)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 =1.097×107 m-1)
解题要点:
1、C根据氢原子光谱的实验规律,莱曼系,最长波长的谱线,相应于,至少应向基态氢原子提供的能量,又因为,所以==10.2 eV
2、B ,=
3、13.6 5 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==,= 即 +0.544 eV=
4、12.75 根据氢原子光谱的实验规律,巴耳末系 ,当?,代入上式,解得。至
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