物理参考答案9[修订]

《物理参考答案9[修订]》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、§1解题示例例18-1在瓷碟上面一朵白花和一片黑叶,白花和黑叶面积相等。（1）在阳光下，哪一个吸收可见光多？为什么黑叶没冇白花亮？（2）如果瓷碟放在黑暗处,黑叶并不发光，为什么说它辐射的多呢？（3）如把瓷碟加热到能发出光时，再拿到黑暗中，问哪一个较亮？解（1）在阳光下，口花反射可见光多，而吸收得少，因此看來是口色的；黑叶吸收多而反射少，所以黑叶没有白花亮。不耍把反射和辐射能量混淆起来。（2）放在黑暗处，黑叶辐射比白花多。但因瓷碟本身的温度低，辐射总能量少，尤其对于可见光区域则更少。温度较低时，相当于最大辐出度的峰值波长在红外部分。要分清辐射能量多并不一定等于辐射可见光的能量多，当然也

2、就不一定能看见。（3）在较高温度时，黑叶辐射口J见光多于白花，因而将看到叶比花亮。例18-2设某黑体的表而温度为6000K,此吋辐射最强的波长=4830A,试问：（1）为了使九增加50A,该黑体温度需改变多少?（2）当九増加50A时，单位时间总辐射能的改变与原辐射能之比为若干？解（1）耍使黑体辐射最强的波长向长波方向移动，必须使黑体的温度降低。设丁表示原来温度，7；表示降低后的温度，则根据维恩位移定律心7=bT]=t=5939Kb_2.898x107九+AA~4.83X10-7+0.05x10-7故T_1=6000-5939=61K（3）设黑体表而积为S,根据斯特藩——玻耳兹曼定

3、律，黑体降温前单位时间总辐射能W=SMh（T）=SaT4,降温后单位吋间总辐射能峪=SMh⑺）=SoT^,故必-"=S6：_S刃4=亓4_厂=（5939）4—（6000）4=,%W~SoT4一广—（6000）4一°例18-3—弹簧振了，质量772=1.0kg,倔强系数yl=20N-m-1,这个系统以振幅1.0cm来凹振动。若此系统的能量是依普朗克量子化条件的，问量子数有多大？若n改变一个单位，则能量改变的百分比有多大？解弹赞振子的固有频率是振动系统的能量为E=^kA2=^-x20x（0.01）2=1.0xl0~3J按普朗克假设，振子的最小能量单位是hv=6.626xlO-34x0.7

4、1=4.7x10_34J所以弹簧振了的总量了数为El.OxlO'3=2.1xlO30n=——=hv4.7x10-34这是一非常人的数字，当斤改变1时，能量变化的百分比为<1O-30AEhv11E~nhv~n~2」xl0‘°由此町见，对宏观振子來说，量子数/7具人，因而振动能量的分立特性不明显,无怪乎在宏观范围内，人们有能量是连续变化的传统概念。例18-4/i=1.00A的伦琴射线在碳块上散射，在散射角°=90。的方向去看这散射光。（1）康普顿位移量△/!有多大？（2）康普顿效应产生的频率改变量有多人？（3）分配给这个反冲电了的动能有多人？解（1）据康普顿散射波长公式AA=2—sin2

5、-^,取防90。，得波长改变moc2量h6.626X10"c/ioin-l9nnna；AA===2.43x10um=0.0243A叫c9.1X10-31x3xl08（2）频率改变量可按—来计算：V人.AzAz0.0243ota18“16“Av=y-—^c-x3x108=-7.29x10（HzA22（1.00）2（3）当伦琴光子和散射物质屮白由电子作用时，能最应守恒，即入射光子能量加加静止电子能最叫C?应等于散射光子能最加/加反冲电子能量心2。而据相对论原理，（加-加（））C2即反冲电子的动能，所以动能为hcM2(2+△/!)(6.626x10"34)x3x108x(2.43x10-1

6、2(1.00xIO-10)x(1.00+0.0243)xIO-10=4.72x10"JLOOxlO入射光子能量为hv=6.626x1O'34x3X10_［（）=1.99x10-15J，反冲电子动能为4.72X2“J,故在碰撞中光子能量损失大约需船=2.4%。例18-5氢原了处于电离能为0.85eV的一个定态屮，它由这一定态跃迁到激发能为10.2cV的另一•定态。（1）试求氢原子跃迁时发射光子的能量；（2）试把这种跃迁表示在氢的能级图上，并标明适当的量子数。解（1）求解本问题时，必须弄清电离能和激发能的概念。所谓电离能，就是把原子中处于某定态（/7=加）的电子移到无穷远（刃=00）所需

7、的能量，即E电离=Eg所以红原子处于题设的第一个定态时的能最为Em=_E电离=-0.85eV而激发能为原子从基态（/7=1）跃到某激发态—=k）所需的能量，即E激发=Er-E、故氢原子在题设的第二定态时的能最为Ek=E,^+E}=10.2-13.6=-3.4eV根据玻尔频率定则，氢原子从第一个定态跃迁到第二个定态吋，发射光子的能hv=Em-Ek=（-0.85）-（-3.4）=2.55eV（2）由红原子的能量公式，容易求出各定态相应的量子数，因故"=Jd/E