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1、《大学物理(下)》作业No・6量子物理一选择题1•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Uo(使电子从金属逸出需做功eU0),则此单色光的波长X必须满足(A)九W出(B)妙出(C)圧込(D)&込eUQeU(}hehe[A]2•光子能量为0・5MeV的X射线，入射到某种物质上而发生康普顿散射.若反冲电子的动能为O.lMeV,则散射光波长的改变量A2与入射光波长/之比值为(A)0.20.(B)0・25・(C)0・30・(D)0・35・[B]3.氢原子从能量为一0.85eV的状态跃迁到激发能(从基态到激发态所
2、需的能量)为10.19eV的状态时，所发射的光子的能量为(A)2.56eV(B)3.41eV(C)4.26eV(D)9.34eVIA]4•若谢子(电荷为％)在磁感应强度为〃均匀磁场中沿半径为的圆形轨道运动,则。粒子的德布罗意波长是(A)h/(2eRB).(B)h/(eRB).(C)1/(2eRBh).(D)1!{eRBh).[A]5•关于不确定关系A/2rAX>/?(/?=/?/(2K)),有以下几种理解：(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准确地确定.(4)不确定关系不仅适用
3、于电子和光子，也适用于其它粒子.其中正确的是：(A)(1),(2).(B)(2),(4).(C)(3),(4).(D)(4),(1).Ec]6.描述氢原子中处于2p状态的电子的量子态的四个量子数(H,Z,mz,ms)可能取值为(A)(3,2,1,--)(B)(2,0,0,-)22(C)(2,1,-1,一丄)(D)(1,0,0,丄)22二填空题1.当波长为300nm（1nm=10_9m）的光照射在某金属表面时，产生的光电子动能范围为0〜4.0X10T9jo此金属的遏止电压为丨UaI=2.5V：红限频率0=3.97X1014Hz。【
4、解】由于光电子的最大初动能为切吒=4.0x10-9八•••Ua=^mvl/e=2.5V由光电效应方程hv=-mvl+A，所以红限频率u（）=A/h=（hv--=3.97xlO14Hz2.在康普顿散射中，若入射光子与散射光子的波长分别为诵U，,则反冲电子获得的动能£汁牛-竽.AA【解】根据能量守恒定律有耳二hv一hv‘=—-X3.具有相同德布罗意波长的低速运动的质子和a粒子的动量之比Pp:PQ=1：1,动能之比Ep:Ea=4:14.处于基态的氢原子吸收了13・06eV的能量后，可激发到n=5的能级:当它跃迁回到基态时，可能辐射的光
5、谱线有条。5.根据量子力学理论，氢原子中电子的动量矩民当主量子数n=3时，电子的动量矩的可能取值为0,血，為。6.根据泡利不相容原理，在主量子数n=4的电子壳层上最多可能有的电子数为32个,它有4个支壳层,4p支壳层上可容纳6个电子。三计算题1.用波长ko=O・lnin的X射线做康普顿散射实验。求（1）散射角0=90。的康普顿散射波长是多少nm,（2）在（1）中情况下的反冲电子获得的动能是多少eV。（h=6.63X10-34J-S,电子静止质量叫=9・11X10"3,Kg）【解】（1）由于△2=2-=22csin2-^=2x2.
6、4xIO-3xsin245°=0.0024nm兄=入)+AA=0.1024nm(2)根据能量守恒定律Ek=hv()—hv则hehe—二=—A/l=4.66x10~17J=291eV人)几A/ijj2・a粒子在磁感应强度为B=0.025T的均匀磁场中沿半径为R=0.83cm的圆形轨道运动.(1)试计算其德布罗意波长.⑵若使质量，H=0.1g的小球以与施子相同的速率运动.则其波长为多少？(ex粒子的质量ma=6.64X1027kg,普朗克常量=6.63X1034J•s,基本电荷e=1.60X1019C)【解】(1)德布罗意公式:A=
7、h/(mv)由题可知a粒子受磁场力作用作圆周运动qvB=mav2/R,m(xv-qRB又q=2e贝Umav=2eRB故4=h/(2eRB)=1.00x1Ofm=1.00x10-2nm(2)由上一问可得v=2eRB!ma对于质量为m的小球0hhmm细2=—==」•/[=6・64x10mn=5n=4n=3n=2mv2eRBmm2.处于第一激发态的氢原子被外来单色光激发后，在发射的光谱中，仅观察到三条如图所示的巴尔末系的光谱线。试求这三条光谱线中波长最长的那条谱线的波长以及外来光的频率(R=l・097X107mT)【解1】(1)根据能
8、级的公式：En=-13.6(4)^V(n二1,2,3…)，可知E2=-13.6(^kV=-3.4^V,E3=-13.6(^kV=-1.5UV,△Emin=^3-£2=-1.51-(-3.4)=1.89^V△弘二1.89x1.6x10^9h一6.63x1()74=
