大學(xué)物理學(xué)下冊答案第15章

第15章量子物理一選擇題15-1下列物體中屬于絕對黑體的是[](A)不輻射可見光的物體(B)不輻射任何光線的物體(C)不能反射可見光的物體(D)不能反射任何光線的物體解：選(D)。絕對黑體能夠100%吸收任何入射光線，因而不能反射任何光線。15-2用頻率為的單色光照射某種金屬時，逸出光電子的最大動能為；若改用頻率為的單色光照射此金屬，則逸出光電子的最大初動能為[](A)(B)(C)(D)解：選(D)。由，，得逸出光電子的最大初動能。15-3某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的紅限波長為，今以波長為()的單色光照射該金屬，金屬釋放出的電子(質(zhì)量為)的動量大小為[](A)(B)(C)(D)解：選(C)。由，，得，因此。15-4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)動速率之比是[](A)(B)(C)3(D)9解：選(C)。由，分別代入1和3，得，因此。15-5將處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子電離，需要的最小能量為[](A)13.6eV(B)3.4eV(C)1.5eV(D)0eV解：選(B)。由，第一激發(fā)態(tài)，得，設(shè)氫原子電離需要的能量為，當(dāng)時，氫原子發(fā)生電離，得，因此最小能量為3.4eV。15-6關(guān)于不確定關(guān)系有以下幾種理解，其中正確的是[](1)粒子的動量不可能確定(2)粒子的坐標(biāo)不可能確定(3)粒子的動量和坐標(biāo)不可能同時確定(4)不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子，也適用于其他粒子(A)(1),(2)(B)(2),(4)(C)(3),(4)(D)(4),(1)解：選(C)。根據(jù)可知，(1)、(2)錯誤，(3)正確；不確定關(guān)系適用于微觀粒子，包括電子、光子和其他粒子，(4)正確。二填空題15-7已知某金屬的逸出功為，用頻率為的光照射該金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則該金屬的紅限頻率________，截止電勢差________。解：由，得；由，而，所以，得。（2）由圖可知斜率為，由，得。15-16在康普頓效應(yīng)中，入射光子的波長為，反沖電子的速度為光速的60%，求散射光子的波長及散射角。解：由，得，由于反沖電子的速度為光速的60%，因此有，代入數(shù)據(jù)，得；由，代入數(shù)據(jù)，得。15-17波長為的輻射，射在碳上，從而產(chǎn)生康普頓效應(yīng)。從實(shí)驗(yàn)中，測量到散射輻射的方向與入射輻射的方向相垂直。求：（1）散射輻射的波長；（2）反沖電子的動能和運(yùn)動方向。解：（1）由，，代入數(shù)據(jù)，得；（2）由，得，其中為反沖電子獲得的動能，因此，代入數(shù)據(jù)，得；設(shè)反沖電子的方向與入射輻射的方向夾角為，而散射輻射的方向與入射輻射的方向相垂直，即，通過矢量作圖可知，，因此，代入數(shù)據(jù)，得。15-18處于基態(tài)的氫原子被外來單色光激發(fā)后發(fā)出的譜線僅有三條，問此外來光的頻率為多少？解：由于譜線僅有三條，得，從3到2、1，從2到1；因此，得15-19處于基態(tài)的氫原子吸收了一個能量為的光子后，其電子成為自由電子，求該電子的速率。解：由基態(tài)能量，吸收光子后，電子動能為，對于電子，其靜能=，由于的電子動能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電子的靜能，因此可以用非相對論公式計(jì)算，，代入數(shù)據(jù)，得15-20同時確定能量為的電子的位置與動量時，若位置的不確定值在0.01nm以內(nèi)，則動量不確定值的相對比值至少為多少？解：對于電子，其靜能=，由于遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電子的靜能，因此可以用非相對論公式計(jì)算，，代入數(shù)據(jù)，得，根據(jù)不確定度關(guān)系可知，，所以至少為。15-21設(shè)有一電子在寬為0.20nm的一維無限深的方勢阱中。（1）計(jì)算電子在最低能級的能量；（2）當(dāng)電子處于第一激發(fā)態(tài)時，在勢阱何處出現(xiàn)的概率最小，其值為多少？解：（1）能量只能取一系列分立的值，最低能級，代入數(shù)