华东理工大学大学物理作业答案

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1、大学物理练习册解答第十七章量子物理基础21、某黑体在某一温度时，辐射本领为5.7W/cm，试求这一辐射本领具有的峰值的波长λm？解：根据斯忒藩定律4823E(T)T(5.6710JsmK)得E(T)T43再由维恩位移定律Tmb(b2.89810mK)3bb2.8981062.8910mmTE(T)5.7104485.67102、在天文学中，常用斯特藩—玻尔兹曼定律确定恒星半径。已知某恒星到达地球的每单8217位面积上的辐射能为1.210W/m，恒星离地球距离为4.310m，表面温度为5200K。若恒星辐射与黑体相似

2、，求恒星的半径。172解：对应于半径为4.310m的球面恒星发出的总的能量WE14R则恒星表面单位面积上所发出能量E0为22WE4RER11E（1）02224r4rr4由斯忒藩定律ET（2）0联立（1）、（2）式得817E1R1.2104.3109r7.310m282T5.6710520057大学物理练习册解答3、绝对黑体的总发射本领为原来的16倍。求其发射的峰值波长λm为原来的几倍？解：设原总发射本领为E0,温度T0,峰值波长0，则由斯忒藩-波耳兹曼定律可得44E16E0T16T0T041T01()T16T2又由

3、位移定律Tb可得mmT010T24、从铝中移出一个电子需要4.2eV的能量，今有波长为200nm的光投射到铝表面上，问：（1）由此发射出来的光电子的最大动能为多少？（2）遏止电势差为多大？（3）铝的截止波长有多大？解：由爱因斯坦方程hEAk348hc6.6310310（1）EhAA4.22.01eVk7192.0101.610（2）由光电效应的实验规律得EeU（U0为遏止电势差）k0EK2.01U2.01V0e1hc（3）Ah00348hc6.631031072.95810m019

4、A4.21.61058大学物理练习册解答5、以波长为λ=410nm的单色光照射某一光电池，产生的电子的最大动能Ek=1.0eV，求能使该光电池产生电子的单色光的最大波长是多少？h解：爱因斯坦光电效应方程，hEKAhc得EKA(1)按题意最大波长时满足E0Khc得A(2)11EK则（1）、（2）得hc011E19K11.6106即1.64107834hc4.1103106.63100故最大波长609.7nm06、一实验用光电管的阴极是铜的（铜的逸出功为4.47eV）。现以波长0.2m的光照射此阴极，若要使

5、其不再产生光电流，所需加的截止电压为多大？hc解：由爱因斯坦方程EA及EeU得KK03481hc6.6310310UA4.471.74V0619e0.2101.61059大学物理练习册解答7、在与波长为0.01nm的入射伦琴射线束成某个角度θ的方向上，康普顿效应引起的波长改变为0.0024nm，试求：（1）散射角θ；（2）这时传递给反冲电子的能量。2h2解：（1）由康普顿散射公式sinm0c220.0241sin22h6.62103422m0c9.1103131081sin220045

6、902（2）碰撞时可以看作完全弹性碰撞，所以能量守恒h0hEehchc11Ehhhce000348116.6310310()10100.024100.124101945.856102.4110(eV)08、在康普顿散射实验中，已知初始波长为0.005nm而光子是在90角下散射的。试求：（1）散射后光子的波长；（2）反冲电子的动量。2h2解：（1）由康普顿散射公式0sinm0c22h2sin0mc203426.63102900.05sin0.00742nm3489

7、.11103102（2）由于光子散射角为，由动量守恒：2P0PPePeP0Ph2h2121222PeP0Ph00223411226.62101.5910(kgm/s)10100.05100.074561060大学物理练习册解答9、氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，发出光子能量为多大？此光的波长是多少？解：由波尔氢原子假设，发射光子能量h为h