第64讲习题课10——量子力学习题课与结束语.doc

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1、第64讲：习题课10——量子力学习题课与结束语内容：习题课（50分钟）总结和启示（50分钟）要求：掌握量子力学的基本原理重点与难点：波尔理论不确定关系薛定额方程一、选择题1．某核电站年发电量为100亿度，它等于36×1015J的能量，如果这是由核材料的全部静止能量转化产生的，则需要消耗的核材料的质量为（A）0.4kg（B）0.8kg（C）12×107kg（D）(1/12)×107kg[]2．若用里德堡恒量R表示氢原子光谱的最短波长，则可以写成（A）λmin=1/R（B）λmin=2/R（C）λmin=4/R（D）λmin=4/3R[]3．不确定关系式

2、△x·△Px≥h/2π表示在X方向上（A）粒子位置不能确定（B）粒子动量不能确定（C）粒子位置和动量都不能确定（D）粒子位置和动量不能同时确定[]4．直接证实了电子自旋存在的最早的实验之一是（A）康普顿实验（B）卢瑟福实验（C）戴维孙—革末实验（D）斯特恩—盖拉赫实验[]二、填空题5．德布罗意波的波函数与经典波的波函数的本质区别是。德布罗意波是几率波，波函数不表示其实在物理量在空间的波动，其振幅没有实在的物理意义。6．多电子原子中，电子的排列遵原理和原理。泡利不相容，能量最小7．波尔理论的内容为：（1）；（2）；（3）。定态假说：电子在原子中，可以在

3、一些特定的圆轨道上运动，而不辐射电磁波，这时原子处于稳定状态（定态）并具有一定的能量。跃迁假设：当原子从高能量的定态跃迁到低能量的定态，即电子从高能量Ei的轨道跃迁到低能量Ef的轨道上时，要发射能量为hn的光子：量子化条件：电子以速度v在半径为r的圆周上绕核运动时，只的电子角动量L等于h/(2p)的整数倍的那些轨道才是稳定的8．在康普顿实验中，当出射光子与入射光子方向为夹角θ，当θ=时，光子的频率减小的最多；当θ=时，光子的频率保持不变。1800，09．描述电子组态的四个量子数是（1）（2）（3）（4）。主量子数，角量子数，磁量子数，自旋量子数三、计

4、算题10．设氢原子光谱的巴耳末系中第一条谱线（Hα）的波长为λα，第二条谱线(λβ)长为，证明帕邢系（由各高能态跃迁到主量子数为3的定态所发射的各谱线组成的谱线系）中的第一条谱线的波长为λ=λαλβ/(λα-λβ)四、简答题11．Schrodinger方程解出的氢原子角动量量子化条件与Bohr理论的量子化条件有何区别？解：Schrodinger方程l=0，1，2，…Bohr理论n=1，2，3，…结束语——总结和启示从物理学特别是近代物理学的发展和研究中，可以归纳、总结出一些重要的观点，并得到很多启示。下面仅就科学和生产、理论和实验、相对和绝对、继承和

5、创新四个方面的问题，结合本书讲到的内容，作一些归纳和小结。1．科学和生产物理学的发展从根本上说是由生产的需要和发展决定的，但物理学的发展反过来对生产的发展有巨大的推动作用。自1667年经典力学的体系完成以后，到20世纪末，物理学有三次重大的突破，它们最终都导致了生产力的大飞跃。(1)热学、热力学的研究(18世纪下半叶)导致了蒸汽机的发明和广泛应用，被称为人类历史上的第一次工业革命。(2)电磁感应的研究，电磁学理论的建立(19世纪中)导致了发电机、电动机的发明、无线电通信的发展，进一步导致了工业电气化，这被称为第二次工业革命。(3)相对论、量子力学的建

6、立(1900—1930年)为近代物理的发展奠定了理论基础，使物理学进入高速、微观的世界。l促进了核物理的研究和发展，导致了核能的释放和利用；l促进了原子分子物理的研究和发展，导致了激光的发明和应用；l促进了半导体、固体物理、材料科学的研究和发展，导致了晶体管、大规模集成电路、微型计算机的发明和应用。以上这些进展和航天技术一起被称为第三次新技术革命。从这三次重大的突破及其影响可以看出，物理学的突破会导致新技术的发明和发展，进一步就导致了生产力的大飞跃。以上这些事实充分说明了邓小平的论断：“科学技术是第一生产力”，也证实了李政道的话：“没有今天的基础科学

7、就没有明天的科技应用”。物理学现在正处在第四次重大突破的前夜。19世纪末，凯尔文在总结19世纪物理学的巨大成就时曾经指出：物理学晴朗的天空中还有两朵令人不安的乌云：一是迈克尔逊—莫雷实验，一是黑体辐射。这两朵乌云很快就引起了物理学的突破，前者导致了相对论的建立，后者导致了量子论、量子力学的产生。现在我们处在20世纪末，物理学，特别是研究物质世界最深层次、最基本规律的粒子物理学，取得了巨大的成就，但是，李政道先生指出，物理学晴朗的天空中也有两朵乌云，这就是“对称性的丢失”和“夸克的禁闭”。物理学最基本的规律中存在的这两大疑难，预示着新的有重大意义的物理

8、规律的诞生。目前正在兴建或即将兴建一些用于物理学基础研究的世界级的巨大科学工程，如：大型强子对撞机LHC(能