简明物理习题详解---2016版-(七)

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1、习题1212.1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,那么入射光的波长是(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| 二 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

2、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 辐射跃迁到基态时的反冲速度大约是1.67 10-27 kg ,则氢原子从n = 3的激发状态直接通过 1(A) 4 m/s. 答：A；(B) 10 m/s .(C) 100 m/s .(D) 400 m/s .(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 ?,则U约为(

3、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：/、13 x(x) cos, ( - a x a )a 2a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/ h,)答：1.33 10-23答：ms只能取电子的自旋磁量子数112 ;2(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

4、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而便可求得T.这是测量星球表面温度的方法之一.设测得：太阳的Am=0.550 北极星的 加=0.35W卬天狼星的 加=0.29回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 3 m K对太阳：T1 2897 1065.3 103 Km10.55 10 63对北极星：T2 2.897 10A8.3 103 Km 0.35 10 62对天狼星：T3 2.897 10； 1.0 104 Km.0.29 1012.4用辐射高温计测得炉壁小孔的

5、辐射出射度(总辐射本领)J 22.8W/cm2,求炉内温度.解：炉壁小孔视为绝对黑体，其辐出度_ 2 42M B(T) 22.8 W cm 22.8 10 W m按斯特藩-玻尔兹曼定律：Mb(T) T4441T 4MB(T)( 22.8 104 41(8 )5.67 1022.8 i433()4 1031.42 103 K5.6712.5 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 4.2 eV ,据光电效应公式则光电子最大动能:

6、Ek max2hcm hv A 6.63 10 34 3 108200010104.2 1.6 1019_ _ _ 193.23 10J 2.0 eV(2)由实验可知eUaEk max得遏止电势差3.23 101919102.0 V(3)红限频率V0,hv0A,又 V0截止波长hc 6.63348103 104.2 1.60 10 192.96 10 7 m296 nm12.6 在一定条件下，人眼视网膜能够对5个蓝绿光光子(入=500nm)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hcE nhv n 一功

7、率_ _ _ 345 6.63 10 345.0 103 108187 1.99 10 18 JP E 1.99 10 18 W t12.7 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=mc2时，则2 mc v h318. 2201.236 10 Hz9.11 10(3 10 )346.63 10c122.4271 10m =0.0024271nmvh221p 2.73 10 22 kg m s 1或 E=cp2mc-m0c 9.11 10 31 3 108 2.73 10 22

8、kg m/sc12.8波长足=0.0708nm的X射线在石腊上受到康普顿散射，求在 兀/和兀方向上所散射的X 射线波长各是多大？解：在=/2方向上：_ _ _ 34A2h . 22 6.63 100 sin -318 sin =0.00243nmm0c29.11 103 104散射波长0 =0.0708+0.00243=0.0731nm在=方向上人2h .2 2h A0 sin -=0.00486nmm0c 2m0c散射波长0 =0.0708+0.00486=0.0756nm12.9实验发现基态氢原子可吸收能量为12.75eV的光子.试问(1)氢原子吸收光子后将被激发到哪个能级？(2)受激发的

9、氢原子向低能级跃迁时，可发出哪几条谱线？请将这些跃迁画在能级图上.解：(1)E=En-E1=12.75eV,13.6eVEn=-13.6+12.75=-0.85eV2n解得n=4一11或者E Rhc(-2 -2)1 n1136.(1 ) 12.75n解出n=4题解12.9(2)可发出谱线赖曼系 3条，巴尔末系2条，帕邢系1条，共计6条.12.10处于基态的氢原子被外来单色光激发后发出巴尔末线系中只有两条谱线，试求这两条 谱线的波长及外来光的频率.解：巴尔末系是由n2的高能级跃迁到n=2的能级发出的谱线.只有二条谱线说明激发后最高能级是n=4E4hv13.6不hc En0.85eV , E3Em

10、hcEnEmhca E EhcE4E213.613.671.51e/ ,E253.4eV.3222 26.63 1034 3 3 108=657.3nm(3.4 1.51) 1.60 10 196.63 10 34 3 10819 =487.2nm(3.4 0.85) 1.6 10基态氢原子吸收一个光子hv被激发到n=4的能态hv E4 E1hcE4E1v h19(13.6 0.85) 1.6 10 _ 346.626 10 34_ _ _ 153.08 10 Hz12.11当基态氢原子被12.09eV的光子激发后，其电子的轨道半径将增加多少倍解：En1、E113.6(1 )=12.09eVn

11、13.6 12.0913.6136. 12.0913.62n13.6,n=31.51r=n2r1=9r1轨道半径增加到9倍.12.12光子与电子的波长都是解：由德布罗意关系：E0.2nm,它们的动量和总能量各为多少？2hmc , p m一波长相同它们的动量相等.h 6.63 10 3424p 6=3.3 10-24kg.m/s光子的能量2.0 10 10hv hc pc 3.3 10 24 3 1089.9 10 16J 6.2 103eV电子的总能量 E . (cp)2 (m0c2)2 , cp 6.2 103 eVm0c2 =0.51MeV=0.51 106eV2m0c cpE . (cp

12、)2 (moc2)2m0c2 0.51 MeV12.13从某激发能级向基态跃迁而产生的谱线波长为400nm,测得谱线宽度为10-5nm,求该激发能级的平均寿命.解：光子的能量由于激发能级有一定的宽度E ,造成谱线也有一定宽度,两者之间的关系为:hc由测不准关系，E t10 2(4000 10 )8-84Ho =5.3 10-8s3 108 10 4 10 1012.14 一波长为300nm的光子, 准量.假定其波长的测量精度为百万分之一，求该光子位置的测不h解：光子p , p由测不准关系，光子位置的不准确量为hx P3000106=30cm12.15原子内电子的量子态由 n, l, mi, ms四个量子数表征.子态数目是多少？当n 目是多少？l 一定时，不同的量子态数目是多少当 n, l, mi 一定时，不同的量?当n 一定时，不同的量子态数解：(1)2。因当 n, l,mi 一定时，电子只有2个自旋旋方向(2) 2(21 + 1)。每个l有(21+1)个mi,每个mi可容纳 ms1八 一一的2个量子态.2一 一 22n2