ch17+经典物理学的困难与量子力学的实验基础+习题及答案

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1、第17章习题解答1．已知在红外线范围（）内，可近似将人体看做黑体。假设成人体表面积的平均值为，表面温度为，求人体辐射的总功率。解：根据斯忒藩-玻耳兹曼定律，可得人体单位表面积的辐射功率为人体辐射的总功率为2．将星球看做绝对黑体，利用维恩位移定律测量便可求得T，这是测量星球表面温度的方法之一。设测得太阳的，北极星的，天狼星的，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：对太阳：对北极星：对天狼星：3．已知铯的光电效应红限波长是660nm，用波长的光照射铯感光层，求铯放出的光电子的速度。解：故用此波长的光照射铯感光层可以发生光电效应。得：4．从铝中移出一个电子需要4.

2、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)截止电压为多大？(3)铝的截止（红限）波长有多大？解：(1)已知逸出功据光电效应公式则光电子最大动能：∴截止电压(3)红限频率,∴∴截止波长5．设太阳照射到地球上光的强度为8J/（s·m2），如果平均波长为500nm，则每秒钟落到地面上1m2的光子数量是多少？若人眼瞳孔直径为3mm，每秒钟进入人眼的光子数是多少？解：一个光子能量秒钟落到地面上的光子数为每秒进入人眼的光子数为6、求波长为500nm的可见光光子的能量、动量和质量。解：可见光子的能量、动量和质量分别为7．若一个光子的能量等

3、于一个电子的静能，试求该光子的频率、波长、动量。解：电子的静止质量当时，则8．波长的X射线在石腊上受到康普顿散射，求在和π方向上所散射的X射线波长各是多大。解：在方向上：散射波长在方向上散射波长9．已知X光光子的能量为0.60MeV，在康普顿散射之后波长变化了20%，求反冲电子所获得的动能。解：已知射线的初能量又有经散射后此时能量为反冲电子能量10．在康普顿散射中，入射光子的波长为0.003nm，反冲电子的速度为0.60，求散射光子的波长及散射角。解：反冲电子的能量增量为由能量守恒定律，电子增加的能量等于光子损失的能量，故有散射光子波长由康普顿散射公式可得散射角为11．用能量为12.5eV

4、的电子去激发基态氢原子，问受激发的氢原子向低能级跃迁时，会出现哪些波长的光谱线？解：设氢原子全部吸收能量后，最高能激发到第个能级，则得，只能取整数，∴最高激发到，当然也能激发到的能级．于是可以发出以上三条谱线．12．处于基态的氢原子被外来单色光激发后，巴尔末系中只有两条谱线，试求这两条谱线的波长及外来光的频率。解：巴尔末系是由的高能级跃迁到的能级发出的谱线．只有二条谱线说明激发后最高能级是的激发态．基态氢原子吸收一个光子被激发到的能态∴13．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到原来的多少倍?解：,,,轨道半径增加到倍.14．什么是德布罗意波？哪些实验证实微观粒

5、子具有波动性？解：实物粒子也具有波粒二象性，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波。戴维逊-革末实验以及汤姆逊电子衍射实验证实了微观粒子具有波动性。15．在电子束中，电子的动能为200eV，则电子的德布罗意波长为多少？当该电子遇到直径为1mm的孔或障碍物时，它表现出粒子性，还是波动性？解：由德布罗意公式由于，电子表现出粒子性16．计算时慢中子的德布罗意波长。解：