量子物理习题课.ppt

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1、第十九章 量子物理,小结,一 黑体辐射的两条实验定律,二 光电效应,三 康普顿效应,四 氢原子的玻尔理论,五 波粒二象性,六 不确定关系,一 黑体辐射的两条实验定律,二 光电效应,爱因斯坦方程,红限,遏止电压,康普顿波长,康普顿公式,三 康普顿效应,定态假设 在原子中，存在一些定态-不辐射电磁波的稳定状态.,四 氢原子的玻尔理论,频率假设,玻尔半径,氢原子能级公式,第 轨道电子总能量,基态能量,氢原子能级公式,里德伯常量,光的波粒二象性,光子质量,光子能量,光子动量,五 波粒二象性,实物粒子的波粒二象性,德布罗意公式,静止质量m 0 的实物粒子以速度v 运动时，其波长为：,时,德布罗意波的统计

2、解释(1926年玻恩),德布罗意波并不代表一个实在的物理量的波动，而是表示粒子在空间某处出现的概率分布，是一种概率波.,某处波函数模的平方=粒子在该处出现的概率密度,六 不确定关系,不确定关系是微观粒子固有属性波粒二象性决定的，与仪器精度和测量方法的缺陷无关。,一 了解热辐射的两条实验定律：斯特藩玻耳兹曼定律和维恩位移定律，以及经典物理理论在说明热辐射的能量按频率分布曲线时所遇到的困难.理解普朗克量子假设.,二 了解经典物理理论在说明光电效应的实验规律时所遇到的困难.理解爱因斯坦光子假设，掌握爱因斯坦方程.,三 理解康普顿效应的实验规律，以及爱因斯坦的光子理论对这个效应的解释.理解光的波粒二象

3、性.,教学基本要求,七 了解波函数及其统计解释.了解一维定态的薛定谔方程，以及量子力学中用薛定谔方程处理一维无限深势阱等微观物理问题的方法.,五 了解德布罗意假设及电子衍射实验.了解实物粒子的波粒二象性.理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和描述粒子性的物理量（动量、能量）之间的关系.,六 了解一维坐标动量不确定关系.,四 理解氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论.,A,例：(本题 3分)(4183)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作功eU0)，则此单色光的波长必须满足：(A)(B)(C)(D),例：(本题 3分)(4737)在康普顿

4、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之比为(A)2(B)3(C)4(D)5,D,散射光光子能量,入射光光子能量,反冲电子动能,例：(本题 4分)(4187)康普顿散射中，当散射光子与入射光子方向夹角为时，散射光子的频率小得最多；为时，散射光子的频率与入射光子相同,0,康普顿公式,1.51019,时,例：(本题 3分)(4190)要使处于基态的氢原子受激发后能发射赖曼系的最长波长的谱线，至少应向基态氢原子提供的能量是(A)1.5 eV(B)3.4 eV(C)10.2 eV(D)13.6 eV,C,例：(本题 3分)(4190)要使处于基态的氢原子受激发后

5、能发射赖曼系的最长波长的谱线，至少应向基态氢原子提供的能量是(A)1.5 eV(B)3.4 eV(C)10.2 eV(D)13.6 eV,C,赖曼系,例：(本题 3分)(4199)根据玻尔氢原子理论，氢原子中的电子在第一和第三轨道上运动时速度大小之比v1/v3是(A)1/9(B)1/3(C)3(D)9,C,例：(本题 3分)(4242)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(A)150 V(B)330 V(C)630 V(D)940 V,D,例：(本题 3分)(5619)波长=5000 的光沿x轴正向传播，若光的波长的不确定量=10-3，则

6、利用不确定关系式可得光子的x坐标的不确定量至少为(A)25cm(B)50cm(C)250cm(D)500cm,C,例:(4778)设粒子运动的波函数图线分别如图(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？,A,例:(本题 3分)(8020)将波函数在空间各点的振幅同时增大D倍，则粒子在空间的分布概率将(A)增大D 2倍(B)增大2D倍(C)增大D倍(D)不变,D,粒子在t 时刻在(x,y,z)处出现的概率密度,单值、有限、连续,例：(本题 8分)(4246)已知：，光电子电荷绝对值e，质量m，垂直进入均匀磁场，电子的最大轨道半径R求(1)金属材料的逸出

7、功A；(2)遏止电势差Ua,解：(1)由,得,代入,可得,例：(本题 8分)(4246)已知：，光电子电荷绝对值e，质量m，垂直进入均匀磁场，电子的最大轨道半径R求(1)金属材料的逸出功A；(2)遏止电势差Ua,(2),例：(本题10分)(4431)粒子在磁感应强度为B=0.025 T的均匀磁场中沿半径为R=0.83 cm的圆形轨道运动(1)试计算其德布罗意波长(2)若使质量m=0.1 g的小球以与 粒子相同的速率运动则其波长为多少？(粒子的质量m=6.6410-27 kg),解：(1)德布罗意公式：,由题可知:粒子受磁场力作用作圆周运动,故,例：(本题10分)(4431)粒子在磁感应强度为B

8、=0.025 T的均匀磁场中沿半径为R=0.83 cm的圆形轨道运动(1)试计算其德布罗意波长(2)若使质量m=0.1 g的小球以与 粒子相同的速率运动则其波长为多少？(粒子的质量m=6.6410-27 kg),对于质量为m的小球,例：(本题 8分)(4767)当氢原子从某初始状态跃迁到激发能(从基态到激发态所需的能量)为E=10.19 eV的状态时，发射出光子的波长是4860，试求该初始状态的能量和主量子数,解：所发射的光子能量为,氢原子在激发能为10.19 eV的能级时，其能量为,氢原子在初始状态的能量为,解：所发射的光子能量为,氢原子在激发能为10.19 eV的能级时，其能量为,氢原子在

9、初始状态的能量为,该初始状态的主量子数为,例：(本题 3分)(4386)以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示满足题意的图是,B,例：(本题 3分)(4185)已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能1.2 eV，而钠的红限波长是5400，那么入射光的波长是(A)5350(B)5000(C)4350(D)3550,D,例:(4186)图中所示为在一次光电效应实验中得出的曲线.(1)求证：对不同材料的金属，AB线的斜率相同(2)由图上数据求出普朗克恒量h,(恒量),故对不同金属，曲线的斜率相同,