发布时间 : 星期日 文章大学物理习题12第十二章答案更新完毕开始阅读9f99ecfaf8b069dc5022aaea998fcc22bcd143a6
习题12
12.1选择题
(1) 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540nm
(A) 535nm． (B) 500nm．
(C) 435nm． (D) 355nm． ［ ］ 答： D；
(2) 设用频率为?1和?2的两种单色光，先后照射同一种金属均能产生光电效应．已知金属的红限频率为?0，测得两次照射时的遏止电压|Ua2| = 2|Ua1|，则这两种单色光的频率有如下关系： (A) ?2 = ?1 - ?0． (B) ?2 = ?1 + ?0．
(C) ?2 = 2?1 - ?0． (D) ?2 = ?1 - 2?0． ［ ］ 答： C；
(3) 在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的 1.2倍，则散射光光子能量?与反冲电子动能EK之比??/ EK为
(A) 2． (B) 3． (C) 4． (D) 5． ［ ］ 答：D；
(4) 氢原子光谱的巴耳末系中波长最大的谱线用??表示，其次波长用??表示，则它们的比值??/??为：
(A) 20/27． (B) 9/8．
(C) 27/20． (D) 16/9． ［ ］ 答： C；
(5) 假定氢原子原是静止的，质量为1.67×10-27 kg，则氢原子从n = 3 的激发状态直接通过辐射跃迁到基态时的反冲速度大约是 ［ ］
(A) 4 m/s． (B) 10 m/s ． (C) 100 m/s ． (D) 400 m/s ． 答： A；
(6) 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 ?U约为
(A) 150 V ． (B) 330 V ．
(C) 630 V ． (D) 940 V ． ［ ］ 答： D；
(7) 如果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． ［ ］ 答： A；
(8) 已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：
?(x)?13?x?cos, ( - a≤x≤a )
2aa那么粒子在x = 5a/6处出现的概率密度为
(A) 1/(2a)． (B) 1/a．
(C) 1/2a． (D) 1/a答： A；
［ ］
(9) 关于不确定关系?px?x?2，有以下几种理解：
(a) 粒子的动量不可能确定． (b) 粒子的坐标不可能确定．
(c) 粒子的动量和坐标不可能同时准确地确定． (d) 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) (a)，(b). (B) (c)，(d). (C) (a)，(d). (D) (b)，(d).
答： B；
(10) 设粒子运动的波函数图线分别如图(A)x(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？
(B)x ［ ］ (C)x答： A。
(D)x
12.2填空题
-(1) 当波长为300nm的光照射在某金属表面时，光电子的能量范围从 0到 4.0×1019 J．在作上述光电效应实验时遏止电压为 |Ua| =____________V；此金属的红限频率?0 =__________________Hz． 答： 2.5 4.0×1014
(2) 在X射线散射实验中，散射角为??1 = 45°和??2 =60°的散射光波长改变量之比???：????=_________________． 答： 0.586
(3) 氢原子从能量为－0.85 eV的状态跃迁到能量为－3.4 eV的状态时，所发射的光子能量是_________eV，这是电子从n =_______的能级到n = 2的能级的跃迁． 答： 2.55 ; 4.
(4) 光子波长为?，则其能量?；动量的大小 p =_________；质量m=_______ ．
答：hc/? ; h/?; h/(c?)。
(5) 根据量子力学理论，氢原子中电子的角动量为L?l(l?1) ?，当主量子数n =3时，电子角动量的可能取值为______________________________． 答： 0，2?，6?
当n =3时, l=0,1,2.
(6) 如果电子被限制在边界x与x +?x之间，?x =0.5 ?，则电子动量x分量的不确定量近似地为________________kg·m／s． (不确定关系式用?x·?p≥h，)
-答：1.33×1023
(7) 电子的自旋磁量子数ms只能取______和______两个值． 答：
11 ; ?22
(8) 原子中电子的主量子数n =2，它可能具有的状态数最多为______个． 答： 8
(9)多电子原子中，电子的排列遵循__________________原理和_________________原理． 答： 泡利不相容 ； 能量最小
12..3 将星球看做绝对黑体，利用维恩位移定律测量λm便可求得T．这是测量星球表面温度的方法之一．设测得：太阳的λm=0.55μm，北极星的λm=0.35μm，天狼星的λm=0.29μm，试求这些星球的表面温度．
解：将这些星球看成绝对黑体，则按维恩位移定律：
?mT?b,b?2.897?10?3m?K
对太阳： T1?b?m12.897?10?33??5.3?10K ?60.55?102.897?10?3??8.3?103K ?60.35?102.897?10?34??1.0?10K ?60.29?10对北极星：T2?b?mb2对天狼星：T3??m3
12.4用辐射高温计测得炉壁小孔的辐射出射度(总辐射本领)为22.8W/cm2，求炉内温度．
解：炉壁小孔视为绝对黑体，其辐出度 MB(T)?22.8W?cm按斯特藩-玻尔兹曼定律：
?2?22.8?104W?m?2
MB(T)??T4
T?4MB(T)22.8?1044?() 5.67?10?81??(22.814)?103?1.42?103K 5.67
12.5从铝中移出一个电子需要4.2eV的能量，今有波长为200nm的光投射到铝表面．试问： (1)由此发射出来的光电子的最大动能是多少?(2)遏止电势差为多大?(3)铝的截止(红限)波长
有多大?
解：(1)已知逸出功A?4.2eV，据光电效应公式 hv?则光电子最大动能：
12m?m?A 2Ekmax?12hcm?m?hv?A??A 2?6.63?10?34?3?108??4.2?1.6?10?19?3.23?10?19J?2.0eV ?102000?10(2) 由实验可知 eUa?Ekmax?12m?m 23.23?10?19?2.0V 得遏止电势差 Ua??191.6?10(3)红限频率v0, hv0?A,又v0?c?0
hc6.63?10?34?3?108?7?2.96?10m?296nm ?截止波长 ?0??19A4.2?1.60?10
12.6在一定条件下，人眼视网膜能够对5个蓝绿光光子(λ=500nm)产生光的感觉．此时视网膜上接收到光的能量为多少?如果每秒钟都能吸收5个这样的光子，则到达眼睛的功率为多大?
解：5个蓝绿光子的能量
E?nhv?nhc?
5?6.63?10?34?3?108??1.99?10?18J ?75.0?10功率 P?E?1.99?10?18W t
12.7若一个光子的能量等于一个电子的静能，试求该光子的频率、波长、动量． 解：电子的静止质量m0=9.11?10-31kg, h=6.63?10-34J·s 当hv=m0c2时， 则
m0c29.11?10?31?(3?108)2v???1.236?1020Hz ?34h6.63?10??c?2.4271?10?12m=0.0024271nm vhp??2.73?10?22kg?m?s?1
?或 E=cp