2008量子物理作业答案6.doc

《大学物理》第6章（量子物理基础）作业 班级 学号 姓名 日期 成绩 一 选择题 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是U0（使电子从金属逸出需做功eU0），则此单色光的波长λ必须满足 （A）λ≤ （B）λ≥ （C）λ≤ （D）λ≥ [ A ] 2. 光子能量为 0.5 MeV的X射线，入射到某种物质上而发生康普顿散射．若反冲电子的动能为 0.1 MeV，则散射光波长的改变量??与入射光波长?0之比值为 （A） 0.20． (B) 0.25． (C) 0.30． (D) 0.35． ［ B ］ 3．氢原子从能量为－0.85eV的状态跃迁到激发能（从基态到激发态所需的能量）为－10.19eV的状态时，所发射的光子的能量为 （A）2.56 eV （B）3.41 eV （C）4.26 eV （D）9.34 eV [ A ] 4. 若?粒子(电荷为2e)在磁感应强度为B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是 (A) ． (B) ． (C) ． (D) ． ［ A ］ 5. 关于不确定关系 ()，有以下几种理解： (1) 粒子的动量不可能确定． (2) 粒子的坐标不可能确定． (3) 粒子的动量和坐标不可能同时准确地确定． (4) 不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子． 其中正确的是： (A) (1)，(2). (B) (2)，(4). (C) (3)，(4). (D) (4)，(1). ［ C ］ 6．描述氢原子中处于2p状态的电子的量子态的四个量子数（n，l，ml，ms）可能取值为 （A）（3，2，1，－） （B）（2，0，0，） （C）（2，1，－1，－） （D）（1，0，0，） [ C ] 二 填空题 1．当波长为300 nm（1 nm=10－9m）的光照射在某金属表面时，产生的光电子动能范围为0 ～ 4.0×10－19 J。此金属的遏止电压为｜Ua｜= 2.5 V；红限频率ν0= 3.97×1014 Hz 。 【解】由于光电子的最大初动能为， 由光电效应方程，所以红限频率 2. 在康普顿散射中，若入射光子与散射光子的波长分别为?和?′，则反冲电子获得的动能EK =． 【解】根据能量守恒定律有 则 3. 具有相同德布罗意波长的低速运动的质子和α粒子的动量之比Pp∶Pα= 1∶1 ，动能之比Ep∶Eα= 4∶1 。 4. 德布罗意波的波函数与经典波的波函数的本质区别是德布罗意波是概率波，波函数不表示某个实在物理量的振动在空间的传播，其振幅无实在的物理意义。 5．处于基态的氢原子吸收了13.06eV的能量后，可激发到n= 5 的能级；当它跃迁回到基态时，可能辐射的光谱线有 10 条，并在右边方框中画出氢原子的能级跃迁示意图。 6．根据量子力学理论，氢原子中电子的动量矩L=?，当主量子数n=3时，电子的动量矩的可能取值为 。 7．根据泡利不相容原理，在主量子数n=4的电子壳层上最多可能有的电子数为 32 个，它有 4 个支壳层，4p支壳层上可容纳 6 个电子。 三 计算题 1．用波长λ0=1?的X射线做康普顿散射实验。求 （1）散射角φ=90°的康普顿散射波长是多少?， （2）在（1）中情况下的反冲电子获得的动能是多少eV。（h=6.63×10－34 J·S，电子静止质量me=9.11×10－31Kg） 【解】 （1）由于 （2）根据能量守恒定律有 则 2．处于第一激发态的氢原子被外来单色光激发后，在发射的光谱中，仅观察到三条如图所示的巴尔末系的光谱线。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（R=1.097×107 m－1） 【解】 对巴尔