大学物理学下册答案第15章

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1、第15章量子物理一选择题15-1下列物体中属于绝对黑体的是[](A)不辐射可见光的物体(B)不辐射任何光线的物体(C)不能反射可见光的物体(D)不能反射任何光线的物体解：选(D)。绝对黑体能够100%吸收任何入射光线，因而不能反射任何光线。15-2用频率为的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为；若改用频率为的单色光照射此金属，则逸出光电子的最大初动能为[](A)(B)(C)(D)解：选(D)。由，，得逸出光电子的最大初动能。15-3某金属产生光电效应的红限波长为，今以波长为()的单色光照射该金属，金属释放出的电子(质量为)的动量大小为[](A)(B)(C

2、)(D)解：选(C)。由，，得，因此。15-4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速率之比是[](A)(B)(C)3(D)9解：选(C)。由，分别代入1和3，得，因此。15-5将处于第一激发态的氢原子电离，需要的最小能量为[](A)13.6eV(B)3.4eV(C)1.5eV(D)0eV解：选(B)。由，第一激发态，得，设氢原子电离需要的能量为，当时，氢原子发生电离，得，因此最小能量为3.4eV。15-6关于不确定关系有以下几种理解，其中正确的是[](1)粒子的动量不可能确定(2)粒子的坐标不可能确定(3)粒子的动量和坐标不可能同时确定(4)

3、不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其他粒子(A)(1),(2)(B)(2),(4)(C)(3),(4)(D)(4),(1)解：选(C)。根据可知，(1)、(2)错误，(3)正确；不确定关系适用于微观粒子，包括电子、光子和其他粒子，(4)正确。二填空题15-7已知某金属的逸出功为，用频率为的光照射该金属能产生光电效应，则该金属的红限频率________，截止电势差________。解：由，得；由，而，所以，得。15-8在康普顿效应中，波长为的入射光子与静止的自由电子碰撞后反向弹回，而散射光子的波长变为，则反冲电子获得的动能为________。解：由，得，其中

4、为反冲电子获得的动能，因此。15-9根据玻尔氢原子理论，若大量氢原子处于主量子数n=5的激发态，则跃迁辐射的谱线可以有________条，其中属于巴耳末系的谱线有________条。解：从到4、3、2、1，从4到3、2、1，从3到2、1，从2到1，一共有10条；巴尔末系，从5到2，从4到2，从3到2，一共有3条。15-10氢原子由定态l跃迁到定态k可发射一个光子。已知定态l的电离能为0.85eV，又知使氢原子从基态激发到定态k所需能量为10.2eV，则在上述跃迁中氢原子所发射的光子的能量为________。解：基态的能量，则定态k的能量，已知定态l的电离能为0.

5、85eV，则定态l的能量，因此由定态l跃迁到定态k，所发射的光子的能量为。15-11运动速率等于在300K时方均根速率的氢原子的德布罗意波长是________；质量为，以速度运动的小球的德布罗意波长是________。（氢原子质量）解：方均根速率为，代入数据，得，因为，所以氢原子的德布罗意波长，代入数据，得；同样，小球速度，德布罗意波长，代入数据，得15-12在电子单缝衍射实验中，若缝宽为（），电子束垂直射在单缝上，则衍射的电子横向动量的最小不确定量________。解：由，得，代入数据，得。15-13已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为那么粒子在处出

6、现的概率密度为________。解：概率密度为，代入，得。三计算题15-14已知从铝金属逸出一个电子需要4.2eV的能量，若用可见光投射到铝的表面，能否产生光电效应？解：由可知，只有当时，才能产生光电效应；可见光的波长范围为，当波长为时，能量最大，，而，因此，即不能产生光电效应。15-15如图所示为在一次光电效应实验中得出的曲线，（1）证明对不同材料的金属，AB线的斜率相同；（2）由图上数据求出普朗克常量h。习题15-15图解：（1）证明：纵坐标为，横坐标为，列出两者关系式即可得斜率。由，而，得，因此，斜率为常数，即对不同材料的金属，AB线的斜率相同；（2）由图

7、可知斜率为，由，得。15-16在康普顿效应中，入射光子的波长为，反冲电子的速度为光速的60%，求散射光子的波长及散射角。解：由，得，由于反冲电子的速度为光速的60%，因此有，代入数据，得；由，代入数据，得。15-17波长为的辐射，射在碳上，从而产生康普顿效应。从实验中，测量到散射辐射的方向与入射辐射的方向相垂直。求：（1）散射辐射的波长；（2）反冲电子的动能和运动方向。解：（1）由，，代入数据，得；（2）由，得，其中为反冲电子获得的动能，因此，代入数据，得；设反冲电子的方向与入射辐射的方向夹角为，而散射辐射的方向与入射辐射的方向相垂直，即，通过矢量作图可知，，因

8、此，代入数据，得。15-