第21章量子光學(xué)基礎(chǔ)

1、第二十一章量子光學(xué)基礎(chǔ)、選擇題1、用頻率為M的單色光照射某一種金屬時(shí)，測(cè)得光電子的最大動(dòng)能為Eki；用頻率為遼的單色光照射另一種金屬時(shí)，測(cè)得光電子的最大動(dòng)能為EK2.如果Ek1>Ek2,那么(A) '.1 一定大于 '.2.(B) 1 一定小于 '.2.(C) M 一定等于>2.(D) M可能大于也可能小于>2.: D :2、用頻率為'.1的單色光照射某種金屬時(shí)，測(cè)得飽和電流為Ii，以頻率為-.2的單色光照射該金屬時(shí)，測(cè)得飽和電流為12,若Il> 12,則(A)(C)M > 2.'I = '2(B) 1 V'

2、.2.(D)'.i與'.2的關(guān)系還不能確定.3、已知某單色光照射到一金屬表面產(chǎn)生了光電效應(yīng)，若此金屬的逸出電勢(shì)是Uo(使電子從金屬逸出需作功eUo)，則此單色光的波長(zhǎng)必須滿足：(A) < hc/(eU0) .(B) > hc/(eU0).(C) w eUo /(hc).(D) > eUo/(hc).4、已知一單色光照射在鈉表面上,?測(cè)得光電子的最大動(dòng)能是1.2 eV,而鈉的紅限波長(zhǎng)是 5400D :°(C)°(D)(A) 5350 ? .(B) 5000 ?.(C) 4350 ? .(D) 3550 ? .: D :5、在均勻磁場(chǎng)B內(nèi)放置一

3、極薄的金屬片，其紅限波長(zhǎng)為今用單色光照射，發(fā)現(xiàn)有電子放出，有些放出的電子(質(zhì)量為m,電荷的絕對(duì)值為 e)在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，那末此照射光光子的能量是：(A)hc(B)hc (eRB)'0 02mhc eRBhc(C)(D)+ 2eRB0m'06、一定頻率的單色光照射在某種金屬上，測(cè)出其光電流的曲線如圖中實(shí)線所示然后在光強(qiáng)度不變的條件 下增大照射光的頻率，測(cè)出其光電流的曲線如圖中虛 線所示滿足題意的圖是：Ek ；若改用頻率為 2.D :7、用頻率為的單色光照射某種金屬時(shí)，逸出光電子的最大動(dòng)能為 的單色光照射此種金屬時(shí)，則逸出光電子的最大動(dòng)能為：(A) 2 E

4、k.(B) 2h、- Ek .(C) h'- Ek .(D) h + Ek .8、關(guān)于光電效應(yīng)有下列說法：(1) 任何波長(zhǎng)的可見光照射到任何金屬表面都能產(chǎn)生光電效應(yīng)；(2) 若入射光的頻率均大于一給定金屬的紅限，則該金屬分別受到不同頻率的光照射 時(shí)，釋出的光電子的最大初動(dòng)能也不同；(3) 若入射光的頻率均大于一給定金屬的紅限，則該金屬分別受到不同頻率、強(qiáng)度相等 的光照射時(shí)，單位時(shí)間釋出的光電子數(shù)一定相等；(4) 若入射光的頻率均大于一給定金屬的紅限，則當(dāng)入射光頻率不變而強(qiáng)度增大一倍 時(shí)，該金屬的飽和光電流也增大一倍.其中正確的是(A) (1),，.D :(B)，.(C)，(3).(D)

5、 (2),.9、設(shè)用頻率為辺和2的兩種單色光，先后照射冋一種金屬均能產(chǎn)生光電效應(yīng)已知金屬的紅限頻率為,.0,測(cè)得兩次照射時(shí)的遏止電壓|Ua2| =2|Ua1|,則這兩種單色光的頻率有如下關(guān)系(A)2 = 1 - >0.(B)'2 = 1 + >0.(C)2 = 2 1 -、0.(D)-2 = -.1 - 2、.0.c :60 %，則因散射使電子獲得的能量(B)1.5 倍.(D)0.25 倍.10、在康普頓散射中，如果設(shè)反沖電子的速度為光速的 是其靜止能量的(A) 2 倍.(C)0.5 倍.11、當(dāng)照射光的波長(zhǎng)從 4000 ?變到3000 ? 電壓將：(A)減小 0.56 V

6、 .(C)增大 0.165 V .(普朗克常量 h =6.63 X 1012、保持光電管上電勢(shì)差不變， 動(dòng)能E0和飛到陽(yáng)極的電子的最大動(dòng)能(A)E0增大，Ek增大.(C) E0增大，Ek不變.13、 光子能量為0.5 MeV的X射線，入射到某種物質(zhì)上而發(fā)生康普頓散射.能量為0.1 MeV，則散射光波長(zhǎng)的改變量與入射光波長(zhǎng)-0之比值為(A)0.20.(B)0.25.(C)0.30.(D)0.35.14、 用強(qiáng)度為I，波長(zhǎng)為的X射線(倫琴射線)分別照射鋰(Z = 3)和鐵(Z = 26).若在同一散 射角下測(cè)得康普頓散射的X iLi 和 IFe,則(A)' Li> ' Fe

7、, I Li < IFe(C)' Li = ' Fe , I Li .> IFe15、以下一些材料的逸出功為鈹 3.9 eV銫 1.9 eV今要制造能在可見光(頻率范圍為3.9 X 1014 Hz 7.5X 1014 Hz)下工作的光電管，在這些 材料中應(yīng)選(A)鎢.時(shí)，對(duì)同一金屬，在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的遏止(B)減小(D)增大-34s,基本電荷e =1.60 X 10 C) 若入射的單色光光強(qiáng)增大，Ek的變化分別是(B) E0不變，Ek變小.(D) E。不變，Ek不變.0.34 V .1.035 V.-19則從陰極逸出的光電子的最大初D : 若反沖電子的射線波長(zhǎng)分

8、別為L(zhǎng)i和Fe ('Li ,' Fe > ',它們對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度分別為(B) 1 Li= ' Fe, I Li = iFe (D) ' Li< ' Fe, I Li .>IFe鈀 5.0eV鎢 4.5 eV.一1414(B)鈀.(C)銫.(D)鈹.16、某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的紅限波長(zhǎng)為.0,今以波長(zhǎng)為 (，0)的單色光照射該金屬，金屬釋放出的電子(質(zhì)量為mj的動(dòng)量大小為(A)h/ .(B) h/ 0 i2mehc0，：；心,'2mehc(C)(D)扎0九扎02mehc( ' 0 -')(E)E : - 0 &#

9、39;17、光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都包含有電子與光子的相互作用過程.對(duì)此，在以下幾種理解中,正確的是(A) 兩種效應(yīng)中電子與光子兩者組成的系統(tǒng)都服從動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律.(B) 兩種效應(yīng)都相當(dāng)于電子與光子的彈性碰撞過程.(C) 兩種效應(yīng)都屬于電子吸收光子的過程.(D) 光電效應(yīng)是吸收光子的過程，而康普頓效應(yīng)則相當(dāng)于光子和電子的彈性碰撞過程.(E) 康普頓效應(yīng)是吸收光子的過程，而光電效應(yīng)則相當(dāng)于光子和電子的彈性碰撞過程.D :18、用X射線照射物質(zhì)時(shí)，可以觀察到康普頓效應(yīng)，即在偏離入射光的各個(gè)方向上觀察到 散射光，這種散射光中(A) 只包含有與入射光波長(zhǎng)相同的成分.(B) 既有與入射光波長(zhǎng)相

10、同的成分，也有波長(zhǎng)變長(zhǎng)的成分，波長(zhǎng)的變化只與散射方向有關(guān)，與散射物質(zhì)無(wú)關(guān).(C) 既有與入射光相同的成分，也有波長(zhǎng)變長(zhǎng)的成分和波長(zhǎng)變短的成分，波長(zhǎng)的變化既與散射方向有關(guān)，也與散射物質(zhì)有關(guān).射物質(zhì)有關(guān)與散射方向無(wú)B :913?的紫外光,(D) 只包含著波長(zhǎng)變長(zhǎng)的成分，其波長(zhǎng)的變化只與散關(guān).n 1(B)913n -12°n(D):;. =913n -119、已知用光照的辦法將氫原子基態(tài)的電子電離，可用的最長(zhǎng)波長(zhǎng)的光是 那么氫原子從各受激態(tài)躍遷至基態(tài)的賴曼系光譜的波長(zhǎng)可表示為：(A)詢彳匸1n +1、n? +1(C)' =913 ?n 120、 要使處于基態(tài)的氫原子受激發(fā)后能發(fā)射賴

11、曼系(由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)射的各譜線組成 的譜線系)的最長(zhǎng)波長(zhǎng)的譜線，至少應(yīng)向基態(tài)氫原子提供的能量是(A)1.5 eV.(B)3.4 eV.(C)10.2 eV.(D)13.6 eV.:C :21、 根據(jù)玻爾的理論，氫原子在n =5軌道上的動(dòng)量矩與在第一激發(fā)態(tài)的軌道動(dòng)量矩之比為(A)5/4.(B) 5/3.(C) 5/2.(D) 5.: C :22、氫原子光譜的巴耳末線系中譜線最小波長(zhǎng)與最大波長(zhǎng)之比為(A) 7/9 .(B)5/9 .(C) 4/9 .(D)2/9 .: B :23、 由氫原子理論知，當(dāng)大量氫原子處于n =3的激發(fā)態(tài)時(shí)，原子躍遷將發(fā)出：(A) 一種波長(zhǎng)的光.(B)兩種波長(zhǎng)的光.

12、(C)三種波長(zhǎng)的光.(D)連續(xù)光譜. C :24、 根據(jù)玻爾理論，氫原子中的電子在n =4的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與在基態(tài)的軌道上運(yùn)動(dòng)的 動(dòng)能之比為(A)1/4.(B)1/8.(C) 1/16.(D)1/32.: C :25、根據(jù)玻爾氫原子理論，氫原子中的電子在第一和第三軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小之比V1/ v 3是(A) 1/9.(B)1/3.(C) 3.(D)9 .: C :26、假定氫原子原是靜止的，則氫原子從n二3的激發(fā)狀態(tài)直接通過輻射躍遷到基態(tài)時(shí)的反沖速度大約是(A) 4 m/s .(B) 10 m/s .(C) 100 m/s .(D) 400 m/s .-27表示，其次波長(zhǎng)用表示，則它們的比

13、值(氫原子的質(zhì)量 m =1.67 x 10 kg)27、氫原子光譜的巴耳末系中波長(zhǎng)最大的譜線用 / 為：(A)20/27 .(B)9/8 .(C)27/20 .(D)16/9 .: C :28、按照玻爾理論，電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，電子的動(dòng)量矩L的可能值為(A)任意值.(B)nh, n = 1 ,2,3,(C)2二 nh,n = 1, 2, 3，(D)nh/(2-), n = 1 ,2,3,D :29、 具有下列哪一能量的光子，能被處在n = 2的能級(jí)的氫原子吸收？(A) 1.51 eV .(B) 1.89 eV .(C) 2.16 eV .(D) 2.40 eV .: B :30、 若用里德伯

14、常量R表示氫原子光譜的最短波長(zhǎng)，則可寫成(A)'min =1 /R.(B)'min =2 / R .(C)'min =3 /R.(D)'min =4 / R.:A :31、已知?dú)湓訌幕鶓B(tài)激發(fā)到某一定態(tài)所需能量為10.19 eV，當(dāng)氫原子從能量為一 0.85 eV的狀態(tài)躍遷到上述定態(tài)時(shí)，所發(fā)射的光子的能量為(A)2.56 eV .(B) 3.41 eV .(C) 4.25 eV .(D) 9.95 eV .: A :32、要使處于基態(tài)的氫原子受激后可輻射出可見光譜線，最少應(yīng)供給氫原子的能量為(A)12.09 eV .(B)10.20 eV .(C)1.89 eV

15、 .(D)1.51 eV .: A :33、在氣體放電管中，用能量為 12.1 eV的電子去轟擊處于基態(tài)的氫原子，此時(shí)氫原子所能 發(fā)射的光子的能量只能是(A) 12.1 eV .(B) 10.2 eV .(C) 12.1 eV , 10.2 eV 和 1.9 eV .(D) 12.1 eV , 10.2 eV 和 3.4 eV .C 34、在激光器中利用光學(xué)諧振腔(A) 可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的單色性.(B) 可提高激光束的單色性，而不能提高激光束的方向性.(C) 可同時(shí)提高激光束的方向性和單色性.(D) 既不能提高激光束的方向性也不能提高其單色性. C :35、 按照原子的量

16、子理論，原子可以通過自發(fā)輻射和受激輻射的方式發(fā)光，它們所產(chǎn)生的光的特點(diǎn)是：(A)兩個(gè)原子自發(fā)輻射的同頻率的光是相干的，原子受激輻射的光與入射光是不相干 的.(B)兩個(gè)原子自發(fā)輻射的同頻率的光是不相干的，原子受激輻射的光與入射光是相干的.(D)兩個(gè)原子自發(fā)輻射的同頻率的光是相干的，原子受激輻射的光與入射光是相干的.B:36、彳激光全息照相儀術(shù)主要是利用彳激光的哪 種4兒良特1土？(A)亮度咼.(B)方向性好.(C)相干性好.(D)抗電磁干擾能力強(qiáng).c :(C)兩個(gè)原子自發(fā)輻射的同頻率的光是不相干的,原子受激輻射的光與入射光是不相干二、填空題1某光電管陰極，對(duì)于 = 4910 ?的入射光，其發(fā)射光

17、電子的遏止電壓為0.71 V 當(dāng)入射光的波長(zhǎng)為 X 103?時(shí)，其遏止電壓變?yōu)?.43 V .-19-34(e =1.60 X 10 C, h =6.63X 10 s )答案：3.82-195、 當(dāng)波長(zhǎng)為3000 ?的光照射在某金屬表面時(shí)，光電子的能量范圍從0到4.0X 10 J.在作上述光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)遏止電壓為|Ua| =V。-34-19(普朗克常量 h =6.63 X 10 J s;基本電荷 e =1.60 X 10 C) 答案：2.5-196、 當(dāng)波長(zhǎng)為3000 ?的光照射在某金屬表面時(shí)，光電子的能量范圍從0到4.0X 10 J.在作上述光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)此金屬的紅限頻率V0 =X 10以波

18、長(zhǎng)為= 0.207心的紫外光照射金屬鈀表面產(chǎn)生光電效應(yīng)，已知鈀的紅限頻率 v勞1.21X 1015赫茲，則其遏止電壓|Ua| =V . -34-19Hz。-34 -19(普朗克常量 h =6.63 X 10 J s;基本電荷 e =1.60 X 10 C)答案：4.07、 已知鉀的逸出功為2.0 eV，如果用波長(zhǎng)為3.60X 10-7 m的光照射在鉀上，則光電效應(yīng)的遏止電壓的絕對(duì)值|U a| =V。-34-19-31(h =6.63 X 10 Js, 1eV =1.60 X 10 J, me=9.11 X 10 kg)答案：1.458、 已知鉀的逸出功為2.0 eV，如果用波長(zhǎng)為3.60X 1

19、0-7 m的光照射在鉀上，則從鉀表面發(fā)射出電子的最大速度 Vmax =X 105 m s 1.-34-19-31(h =6.63 X 10 Js, 1eV =1.60 X 10 J, me=9.11 X 10 kg)答案：7.1410、 康普頓散射中，當(dāng)©= 時(shí)，散射光子的頻率與入射光子相同。答案：03211、 波長(zhǎng)為X T ?的X光光子的質(zhì)量為 X 10 kg .-34(h =6.63 X 10 s)答案：2.21答案：0.9913、在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中， 測(cè)得某金屬的遏止電壓|Ua|與入射光頻率的關(guān)系曲線如圖所示，由此可知該金屬的紅限頻率 U=X 1014Hz。Ua|(V)答案：51

20、4、在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得某金屬的遏止電壓|Ua|與入射光頻率的關(guān)系曲線如圖所示，由此可知該金屬的逸出功 A =eV .Ua| (V)A2/ vfX 1014 Hz)嚴(yán) 10-2 一*答案：2-918、當(dāng)波長(zhǎng)為 300 nm （1 nm = 10m）的光照射在某金屬表面時(shí)，光電子的動(dòng)能范圍為0-1 9144.0X 10 J 此時(shí)紅限頻率 妒X 10 Hz .-34-19（普朗克常量 h =6.63X 10 s,基本電荷e =1.60 X 10 C）答案：4.0819、若一無(wú)線電接收機(jī)接收到頻率為10 Hz的電磁波的功率為1微瓦，則每秒接收到的光子數(shù)為X 1019.（普朗克常量h =6.63 X

21、 10-34 js）答案：1.5_920、 鎢的紅限波長(zhǎng)是 230 nm （1 nm = 10 m），用波長(zhǎng)為180 nm的紫外光照射時(shí)，從表面逸 出的電子的最大動(dòng)能為 eV .3419（普朗克常量 h =6.63X 10- J- s,基本電荷 e =1.60 X 10- C） 答案：1.52621、 頻率為 100 MHz的一個(gè)光子的能量是 X 10- J.-34（普朗克常量 h =6.63X 10 J- s）答案：6.63-3422、 頻率為 100 MHz的一個(gè)光子動(dòng)量的大小是 X 10 kg m/s.-34（普朗克常量 h =6.63X 10 J- s）答案：2.2123、 某一波長(zhǎng)的

22、X光經(jīng)物質(zhì)散射后，其散射光中包含波長(zhǎng)不變和波長(zhǎng) 的兩種成分。 答案：變長(zhǎng)24、 某一波長(zhǎng)的X光經(jīng)物質(zhì)散射后，其散射光中 的散射成分稱為康普頓散射.答案：波長(zhǎng)變長(zhǎng)26、 在X射線散射實(shí)驗(yàn)中，散射角為'1 = 45。和2=60。的散射光波長(zhǎng)改變量之比心亍.答案：0.58627、 分別以頻率為和、.的單色光照射某一光電管若 、（均大于紅限頻率 訂），則當(dāng)兩種 頻率的入射光的光強(qiáng)相同時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ei E2。（用或=或填入） 答案：28、 分別以頻率為和7-的單色光照射某一光電管若均大于紅限頻率.），則當(dāng)兩種頻率的入射光的光強(qiáng)相同時(shí)，所產(chǎn)生的飽和光電流IsiIs2.（用或=或V

23、填入）答案：v31、在玻爾氫原子理論中勢(shì)能為負(fù)值，而且數(shù)值比動(dòng)能大，所以總能量為值。答案：負(fù)32、在玻爾氫原子理論中勢(shì)能為負(fù)值，而且數(shù)值比動(dòng)能大，所以總能量為只能取值.答案：不連續(xù)33、 在氫原子發(fā)射光譜的巴耳末線系中有一頻率為6.15 X 1014 Hz的譜線，它是氫原子從能級(jí)En = 0.85eV躍遷到能級(jí)Ek =eV而發(fā)出的.3419（普朗克常量 h =6.63X 10-s,基本電荷 e =1.60X 10- C）答案：3.434、 在氫原子發(fā)射光譜的巴耳末線系中有一頻率為6.15 X 1014 Hz的譜線，它是氫原子從能級(jí)En =eV躍遷到能級(jí)Ek = 3.4eV而發(fā)出的.3419（普

24、朗克常量 h =6.63X 10-s,基本電荷 e =1.60X 10- C）答案：0.8535、在氫原子光譜中，賴曼系（由各激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)所發(fā)射的各譜線組成的譜線系）的最短波長(zhǎng)的譜線所對(duì)應(yīng)的光子能量為 eV .71（里德伯常量 R =1.097 X 10 m ,-34-19普朗克常量 h =6.63X 10 s, 1 eV =1.60 X 10 J ,8 1真空中光速 c =3 X 10 m s ）答案：13.636、在氫原子光譜中，巴耳末系的最短波長(zhǎng)的譜線所對(duì)應(yīng)的光子的能量為eV .7-1（里德伯常量R =1.097 X 10 m ,-34-19普朗克常量 h =6.63 X 10 Js

25、, 1 eV =1.60 X 10 J ,真空中光速 c =3 X 108 m s ）答案：3.437、氫原子基態(tài)的電離能是 eV .答案：13.638、 氫原子基態(tài)的電離能為 +0.544 eV的激發(fā)態(tài)氫原子，其電子處在n =的軌道上運(yùn)動(dòng).答案：539、 設(shè)大量氫原子處于 n =4的激發(fā)態(tài)，它們躍遷時(shí)發(fā)射出一簇光譜線這簇光譜線最多可 能有條。-34（普朗克常量 h =6.63 X 10 s）答案：640、 設(shè)大量氫原子處于 n =4的激發(fā)態(tài)，它們躍遷時(shí)發(fā)射出一簇光譜線這簇光譜線中最短 的波長(zhǎng)是?-34（普朗克常量 h =6.63 X 10 s）答案：97343、玻爾的氫原子理論中提出的關(guān)于定

26、態(tài)能級(jí)和 的假設(shè)在現(xiàn)代的量子力學(xué)理論中仍然是兩個(gè)重要的基本概念.答案：能級(jí)躍遷決定譜線頻率.44、玻爾的氫原子理論中提出的關(guān)于 和能級(jí)躍遷決定譜線頻率的假設(shè)在現(xiàn)代的量子力學(xué)理論中仍然是兩個(gè)重要的基本概念.答案：定態(tài)能級(jí)中波長(zhǎng)為1216 ?的45、欲使氫原子發(fā)射賴曼系（由各激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)所發(fā)射的譜線構(gòu)成） 譜線，應(yīng)傳給基態(tài)氫原子的最小能量是 eV .-34-19（普朗克常量 h = 6.63X 10 s,基本電荷 e =1.60X 10 C）答案：10.246、玻爾的氫原子理論的三個(gè)基本假設(shè)是：（1） ；（2）量子化躍遷的頻率法則¥如=|En - E/h ；（3）角動(dòng)量量子化假設(shè)L

27、= nh /2 n =1, 2, 3, 答案：量子化定態(tài)假設(shè)47、 欲使氫原子能發(fā)射巴耳末系中波長(zhǎng)為4861.3 ?的譜線，最少要給基態(tài)氫原子提供eV的能量.7-1（里德伯常量 R =1.097 X 10 m ）答案：12.7548、 欲使氫原子能發(fā)射巴耳末系中波長(zhǎng)為6562.8 ?的譜線，最少要給基態(tài)氫原子提供eV的能量.7-1（里德伯常量 R =1.097 X 10 m ）答案：12.0949、按照玻爾理論，移去處于基態(tài)的He+中的電子所需能量為 eV.答案：54.450、氫原子中電子從 n = 3的激發(fā)態(tài)被電離出去，需要的能量為 eV.答案：1.5151、氫原子由定態(tài)I躍遷到定態(tài)k可發(fā)射

28、一個(gè)光子.已知定態(tài)I的電離能為0.85 eV,又知從基態(tài)使氫原子激發(fā)到定態(tài)k所需能量為10.2 eV，則在上述躍遷中氫原子所發(fā)射的光子的能量為eV.答案：2.55n =4的能級(jí)躍遷到n =52、氫原子的部分能級(jí)躍遷示意如圖在這些能級(jí)躍遷中，從 的能級(jí)時(shí)所發(fā)射的光子的波長(zhǎng)最短。53、氫原子的部分能級(jí)躍遷示意如圖. 能級(jí)時(shí)所發(fā)射的光子的波長(zhǎng)最短。在這些能級(jí)躍遷中，從n =的能級(jí)躍遷到n =1的54、氫原子的部分能級(jí)躍遷示意如圖. 的能級(jí)時(shí)所發(fā)射的光子的頻率最小.在這些能級(jí)躍遷中，從n =4的能級(jí)躍遷到n =55、氫原子的部分能級(jí)躍遷示意如圖. 的能級(jí)時(shí)所發(fā)射的光子的頻率最小.在這些能級(jí)躍遷中，從n

29、 =的能級(jí)躍遷到n = 3答案：4條可見光譜線.56、被激發(fā)到n =3的狀態(tài)的氫原子氣體發(fā)出的輻射中，有答案：157、被激發(fā)到n =3的狀態(tài)的氫原子氣體發(fā)出的輻射中，有條非可見光譜線.答案：258、氫原子從能量為0.85 eV的狀態(tài)躍遷到能量為3.4 eV的狀態(tài)時(shí)，所發(fā)射的光子能量是eV .答案：2.5559、氫原子從能量為0.85 eV的狀態(tài)躍遷到能量為 3.4 eV的狀態(tài)時(shí)，是電子從n =的能級(jí)到n = 2的能級(jí)的躍遷.答案：460、當(dāng)氫原子從某初始狀態(tài)躍遷到激發(fā)能（從基態(tài)到激發(fā)態(tài)所需的能量 ）為10.19 eV的激發(fā)態(tài)上時(shí)，發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)為 4860 ?的光子，則初始狀態(tài)氫原子的能量是 e

30、V.答案：-0.85最少需向氫原61、要使處于基態(tài)的氫原子受激發(fā)后能輻射氫原子光譜中波長(zhǎng)最短的光譜線, 子提供eV的能量.答案：13.662、 已知基態(tài)氫原子的能量為一13.6 eV，當(dāng)基態(tài)氫原子被12.09 eV的光子激發(fā)后，其電子的軌道半徑將增加到玻爾半徑的 倍.答案：963、 當(dāng)一個(gè)質(zhì)子俘獲一個(gè)動(dòng)能Ek =13.6 eV的自由電子組成一個(gè)基態(tài)氫原子時(shí)，所發(fā)出的單色光頻率是 x 1015 Hz .（基態(tài)氫原子的能量為13.6 eV，普朗克常量h =6.63x 10-34 J- s）答案：6.5664、 使氫原子中電子從n =3的狀態(tài)電離，至少需要供給的能量為 eV（已知基態(tài)氫原子的電離能為

31、13.6 eV）.答案：1.5165、 在氫原子光譜的巴耳末系中，波長(zhǎng)最長(zhǎng)的譜線和波長(zhǎng)最短的譜線的波長(zhǎng)比值是 答案：1.866、 在氫原子光譜的巴耳末系中，波長(zhǎng)最長(zhǎng)的譜線H :和相鄰的譜線H 1的波長(zhǎng)比值是答案：1.3567、處于基態(tài)的氫原子吸收了13.06 eV的能量后，可激發(fā)到 n =的能級(jí).答案：568、 處于基態(tài)的氫原子吸收了13.06 eV的能量后，當(dāng)它躍遷回到基態(tài)時(shí)，可能輻射的光譜線有條.答案：1069、 根據(jù)氫原子理論，若大量氫原子處于主量子數(shù)n = 5的激發(fā)態(tài)，則躍遷輻射的譜線可以有條.答案：1070、 根據(jù)氫原子理論，若大量氫原子處于主量子數(shù)n = 5的激發(fā)態(tài)，則躍遷輻射的譜

32、線中屬于巴耳末系的譜線有 條.答案：371、在下列給出的各種條件中，哪些不是產(chǎn)生激光的條件，將其標(biāo)號(hào)列下：（1）自發(fā)輻射.（2）受激輻射.（3）粒子數(shù)反轉(zhuǎn).三能極系統(tǒng).諧振腔.答案：72、 產(chǎn)生激光的必要條件是 。答案：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布73、 激光的三個(gè)主要特性是方向性好、單色性好因而相干性好、。答案：光強(qiáng)大75、 按照原子的量子理論，原子可以通過自發(fā)輻射和 兩種輻射方式發(fā)光， 答案：受激輻射76、 按照原子的量子理論，激光是由 方式產(chǎn)生的.答案：受激輻射77、 光和物質(zhì)相互作用產(chǎn)生受激輻射時(shí)，輻射光和照射光具有完全相同的特性，這些特性是指、頻率、偏振態(tài)、傳播方向。答案：相位、78、 激光器的基

33、本結(jié)構(gòu)包括三部分，即工作物質(zhì)、 和光學(xué)諧振腔.答案：激勵(lì)能源79、目前世界上激光器有數(shù)百種之多，如果按其工作物質(zhì)的不同來(lái)劃分，則可分為四大類，它們分別是固體激光器、氣體激光器、液體激光器和 答案：半導(dǎo)體激光器三、計(jì)算題1、頻率為的一束光以入射角i照射在平面鏡上并完全反射，設(shè)光束單位體積中的光子數(shù)為n,求:(1)(2)解：每一光子的能量、動(dòng)量和質(zhì)量. 光束對(duì)平面鏡的光壓(壓強(qiáng)).；=h , p = h/ =h /c,m = h/c2 .光對(duì)平面鏡的光壓(2)如圖示，每一個(gè)光子入射到平面鏡MN上，并以i角反射，其動(dòng)量改變量為：me'me = 2mccosii? = h、. /c 2cosi

34、n?, 平面鏡上面積為 S的截面上，在單位時(shí)間內(nèi)受到碰撞 的光子數(shù)為memem(c" - e)所以光壓N = ceosi -Sn 眥處n為光子數(shù)密度P = N | (me - mc) | / S (2mccosi)ceosi Sn)/S=2me2 ncos2i =2h、. ncos2i2、圖中所示為在一次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中得出的曲線(1) 求證：對(duì)不同材料的金屬，AB線的斜率相同.(2) 由圖上數(shù)據(jù)求出普朗克恒量h.(基本電荷e =1.60 x 10-19 C)解：(1)由eUa=h： - AUa| (V)14Hz)Ua 二 h、. /eA/edU a /dv = h/e(恒量)由此可知

35、，對(duì)不同金屬，曲線的斜率相同.門2.00h = etg卄e打(10.0-5.0)漢10-34=6.4 x 10 J- sxxBx3、波長(zhǎng)為，的單色光照射某金屬M(fèi)表面發(fā)生光電效應(yīng)，發(fā)射SM的光電子(電荷絕對(duì)值為e,質(zhì)量為m)經(jīng)狹縫S后垂直進(jìn)入磁 感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)(如圖示)，今已測(cè)出電子在該磁場(chǎng)中 作圓運(yùn)動(dòng)的最大半徑為R.求(1) 金屬材料的逸出功 A;(2) 遏止電勢(shì)差 Ua 解: (1)由 eBv =mv2/R代入可得A he 1 A 二丸2eUa =*mv2得 v = (R e B/ m ,1 mv2 A22 2 2mR2e2B22m2 2 2he R2e2B2幾 2m22f 2mv

36、R eBU a =2e 2m4、用單色光照射某一金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，如果入射光的波長(zhǎng)從-=400 nm減到、= 360 nm-9""（1 nm = 10 m），遏止電壓改變多少？數(shù)值加大還是減?。?34_19（普朗克常量 h =6.63X 10 Js,基本電荷 e =1.60x 10 C）解：由愛因斯坦方程hv=mv2+A 和丄mv2=eUa2 2得eUa =（hc/，） A1 1所以e（ U a2 - U a1 ） = hc（-一）/. 2/. 11 1遏止電壓改變：Ua =（hc/e）（ -一）=0.3 4 5/. 2 1數(shù)值加大.5、以波長(zhǎng)，=410 nm （1 nm

37、= 10-9 m）的單色光照射某一金屬，產(chǎn)生的光電子的最大動(dòng)能Ek=1.0 eV，求能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最大波長(zhǎng)是多少？-34（普朗克常量 h =6.63 X 10 s）解：設(shè)能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光最大波長(zhǎng)為由h0 - A = 0可得(he/ 0) _ A = 00 = hc/A又按題意：(he/ ) - A = EkA = (hc/ ) - Ek得rhchek'0 :=612 nm6、功率為(hc/ ) - EkheEK P的點(diǎn)光源，發(fā)出波長(zhǎng)為的單色光，在距光源為d處，每秒鐘洛在垂直于光線的單位面積上的光子數(shù)為多少？若 =6630 ?，則光子的質(zhì)量為多少?-34（

38、普朗克常量 h =6.63 X 10s）解：設(shè)光源每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)為n,每個(gè)光子的能量為h.則由P = nh、= nhc/ 得：n = P /（hc）令每秒鐘落在垂直于光線的單位面積的光子數(shù)為n0,則n0 = n/ S = n/（4二d2） = P，/（4二d2hc）光子的質(zhì)量m = h /cC2 = hc/(c2 ) = h/(C') =3.33 x 10 36 kg7、紅限波長(zhǎng)為-o =0.15 ?的金屬箔片置于 B =30 x 10-4 T的均勻磁場(chǎng)中.今用單色射線照射線的波長(zhǎng).（普朗克常量h =6.63x 10-34s,基本電荷-19e =1.60 x 10 C,電子質(zhì)量 m

39、e=9.11 x 10 kg)解：1 2h= Amev22evB 二 mev / RA 二 he/ 0射而釋放出電子，且電子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)作R = 0.1 m的圓周運(yùn)動(dòng).求. ，式聯(lián)立可求得扎0210(eBR)2/(2mehc)-0.137 ?8、光電管的陰極用逸出功為A = 2.2 eV的金屬制成，今用一單色光照射此光電管，陰極發(fā)射出光電子，測(cè)得遏止電勢(shì)差為| Ua | = 5.0 V，試求：（1）光電管陰極金屬的光電效應(yīng)紅限波長(zhǎng);解:(2)入射光波長(zhǎng).3419(普朗克常量 h = 6.63 x 10- J s, 基本電荷e = 1.6 x 10- C)由A = h 0 = he/ 0

40、he-75.65 x 10 m = 565 nm A丄 mv2 =eU2he-7=1.73x 10 m = 173 nm eUa +A9、以波長(zhǎng)為彊=0.200 Jm的單色光照射一銅球，銅球能放出電子.現(xiàn)將此銅球充電，試求 銅球的電勢(shì)達(dá)到多高時(shí)不再放出電子？（銅的逸出功為 A = 4.10 eV，普朗克常量h =6.63 x-34-1910 J- s, 1 eV =1.60 x 10 J）解：當(dāng)銅球充電達(dá)到正電勢(shì)U時(shí)，有A 1 mv 22h： w eU A時(shí)，銅球不再放出電子,eU> h - A = -hC-A =2.12 eV故 U > 2.12 V時(shí)，銅球不再放出電子.'

41、;=0.52210、波長(zhǎng)為-0 = 0.500 ?的X射線被靜止的自由電子所散射，若散射線的波長(zhǎng)變?yōu)?，試求反沖電子的動(dòng)能Ek-34（普朗克常量 h =6.63 x 10解：入射光子的能量為散射光子的能量為s)hc；0 ='0hc反沖電子的動(dòng)能為=hc(丄-丄)=1.68 x 10-16'0 '11、設(shè)康普頓效應(yīng)中入射 線垂直，求：（1）反沖電子的動(dòng)能（2）反沖電子運(yùn)動(dòng)的方向與入射的X射線之間的夾角n-34- 31X射線（倫琴射線）的波長(zhǎng) =0.700 ?,散射的X射線與入射的X射Ek-（普朗克常量 h =6.63x 10 s,電子靜止質(zhì)量 me=9.11 x 10 k

42、g）解:令p、-.和p '、 分別為入射與散射光子的動(dòng)量和頻率， mv為反沖電子的動(dòng)量（如圖）.因散射線與入射線垂直， 角: -，因此可求得散射 X射線的波長(zhǎng)1丄h=0.724 ?mec根據(jù)能量守恒定律mec2 h = hmc22 2Ek = me - mecEk = h：h、= hc（ - ）/（. ；.）= 9.42 根據(jù)動(dòng)量守恒定律p二p* mvmv hjp2 p 2 = J（h/ ）2 （h/）2cos衛(wèi)h/'mv散射-17x 10 J(h/ )2(h/ )2,1( / )2假定在康普頓散射實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長(zhǎng) 0 = 0.0030 nm ,反沖電子的速度 v = 0.

43、6 c,求散射光的波長(zhǎng) -31（電子的靜止質(zhì)量 me=9.11 x 10 表示真空中的光速）解：根據(jù)能量守恒，有12、”、，- 34-9kg，普朗克常量 h =6.63 x 10 J s, 1 nm = 10 m, c這里mec2 =h、 mc21m = mev1-(v/c)212 h ：uh、0 meC 12 山-(v/c)則解得:he=竺 + mee2110,1(v/c)2丸 01eh011_1 -(v/c)2=0.00434 nm13、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)基態(tài)氫原子可吸收能量為12.75 eV的光子.(1) 試問氫原子吸收該光子后將被激發(fā)到哪個(gè)能級(jí)？(定性)，并(2) 受激發(fā)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，

44、可能發(fā)出哪幾條譜線？請(qǐng)畫出能級(jí)圖 將這些躍遷畫在能級(jí)圖上.11解：(1) E = Rhc(1 2) =13.6(12) =12.75 eVnnn =4(2)可以發(fā)出 41、-31、二21、'43、二42、心32六條譜線.能級(jí)圖如圖所示.入43)dM2Jf上M1Z31 ?-21n =432114、已知?dú)涔庾V的某一線系的極限波長(zhǎng)為3647 ?，其中有一譜線波長(zhǎng)為6565?試由玻爾氫原子理論，求與該波長(zhǎng)相應(yīng)的始態(tài)與終態(tài)能級(jí)的能量.7-1(R =1.097 X 10 m )解：極限波數(shù) =1廠 R/k2可求出該線系的共同終態(tài)由 =6565 ?可得始態(tài)丄=R(=212n2由可知終態(tài)始態(tài)LE113

45、.6En 1廠 eVn nn =2, E2 = -3.4 eV n =3 , E3 = -1.51 eV15、在氫原子中，電子從某能級(jí)躍遷到量子數(shù)為n的能級(jí)，這時(shí)軌道半徑改變 q倍，求發(fā)射的光子的頻率.解：設(shè)始態(tài)能級(jí)量子數(shù)為k,則軌道半徑由rk變?yōu)?且rk = qrn由.2訕2rk - k2nme可得2 2k qn光子的頻率二 RcnRC(1 n-810 S,16、氫原子激發(fā)態(tài)的平均壽命約為試求出處于量子數(shù) n =5狀態(tài)的電子在它躍遷到基態(tài)之前繞核轉(zhuǎn)了多少圈.-19-34kg, e =1.60 x 10 C, h =6.63 x 10 J s,-12 2 KI-1-2;0=8.85 x 10C

46、 N m )解：電子作一次圓周運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間(即周期T)為假設(shè)氫原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)，電子作圓軌道運(yùn)動(dòng)，/-31(me = 9.11 x 102 二T =o-8 = 10 s,故電子在N -T電子作圓周運(yùn)動(dòng)的周期T可由下面二式求出2e24 二 0r令激發(fā)態(tài)的平均壽命為內(nèi)從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)前繞核的圈數(shù)為可求出由、可得2v二mrh一 n24二 me13n4“ timeN 二23.3T 4 0 n hN = 5.23 x 105co =2 和3h36.54 10717、氫原子光譜的巴耳末線系中，有一光譜線的波長(zhǎng)為4340 ?，試求：(1) 與這一譜線相應(yīng)的光子能量為多少電子伏特？(2) 該譜線是氫原子由能

47、級(jí)En躍遷到能級(jí)Ek產(chǎn)生的，n和k各為多少?(3) 最高能級(jí)為E5的大量氫原子，最多可以發(fā)射幾個(gè)線系，共幾條譜線？解:請(qǐng)?jiān)跉湓幽芗?jí)圖中表示出來(lái)，并說明波長(zhǎng)最短的是哪一條譜線.(1) 2 二 he/，=2.86 eV .(2) 由于此譜線是巴耳末線系，其k =22EE1 /2- -3.4 eV (E1 = 13.6 eV)Enn2 二 Ek hE1n =5rn=4=3=2=1 可發(fā)射四個(gè)線系，共有 10條譜線見圖波長(zhǎng)最短的是由n =5躍遷到n =1的譜線.18、處于基態(tài)的氫原子被外來(lái)單色光激發(fā)后發(fā)出的光僅有三條譜線，問此外來(lái)光的頻率為多少？（里德伯常量 R =1.097 x 107 m-1）解

48、：由于發(fā)出的光線僅有三條譜線，按：1 1 、=c cRr 2）k nn =3 , k =2得一條譜線.n =3, k =1得一條譜線.n =2 , k =1得一條譜線.可見氫原子吸收外來(lái)光子后，處于n =3的激發(fā)態(tài)以上三條光譜線中，頻率最大的一1 1條是：；二cR（p2）=2.92 x 1015 Hz13這也就是外來(lái)光的頻率.19、試求氫原子線系極限的波數(shù)表達(dá)式及賴曼系（由各激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)所發(fā)射的譜線構(gòu)成）、巴耳末系、帕邢系（由各高能激發(fā)態(tài)躍遷到n =3的定態(tài)所發(fā)射的譜線構(gòu)成）的線系極限的波數(shù).（里德伯常量R =1.097 x 107 m-1 ）解：訃（丄一丄）kn令線系極限：nm可得V二 R/k2賴曼系：k =17 27-1V =1.097 x 10 /1=1.097 x 10 m巴耳末系:k =27 27-1V =1.097 x 10 /2=0.274 x 10 m帕邢系：k =3727-1