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1、《大学物理All》作业No・7场的量子性玻尔理论班级学号姓名成绩一、判断题:(用“T”和“F”表示)[T]1.物理学史上的“紫外灾难”现象出现于黑体辐射的经典理论解释。解:教材155页。[F]2.光电效应中光电子的出现,靶材料需要对入射光能量进行累积。解:教材159页,爱因斯坦的光子论对光电效应现象的解释。[F]3.要使康普顿散射效应显著,入射光可以是可见光。解:理解出题人的意图。应该是要问使得康普顿效应显著,入射光是什么光。P163页例题3上而那段话。“在入射光子能量较低吋(如使用可见光或紫外线入射),外层电子不能再看做是静止的
2、自山电子,康普顿散射公式不再适用。这种场合康普顿效应不能出现,只能观察到光电效应。”[F]4•氢原了光谱的巴尔末系光谱线全部在可见光范围内。解「全部”二字太绝对了,虽然教材169页的那个表屮表明巴耳末系是可见光,但利用—),当高激发态n二8时,辐射光子的波长为364.6nm,并不在可见光波长222n2范围Z内。[F]5.夫兰克-赫兹实验只能证明原子能级的存在,不能测电离电势。解:教材175页:将夫兰克-赫兹实验装置稍加改进,述可以测得较高激发电势和使原子电离成一价止离了的第一电离电势。二、选择题:1.己知某单色光照射到一金属表面产
3、牛了光电效应,若此金属的逸出电势是U)(使电子从金属逸出需作功£〃o),则此单色光的波长兄必须满足:hehe4(D)I丛he[A](A)2S上二(B)2>-^-解:红限频率与红限波氏满足关系式加°二一之如即久0=二A)eUo2W心才咗发生光电效应’所以八必狈满足仁莎1.以一定频率的单色光照射在某种金属上,测出其光电流1111线在图屮用实线表示。然后保持光的频率不变,增人照射光的强度,测出具光电流Illi线在图屮用虚线表示,则满足题意的图是]iOU(A)。U(B)(C)oU(D)解:光的强度I二Nh*其小N为单位时间通过垂直于光线的
4、单位面积的光子数。保持频率卩不变,增大光强/,则光子数N增加,光电子数也随之增加,电流i也增加,截止电压与频率有关,因之不变。3.在X射线散射实验小,若散射光波长是入射光波长的1.2倍,则入射光光子能量勺与散射光光子能屋EZ比为[B](A)0.8(B)1.2(C)1.6(D)2.0解:£=—,^-=—=1.2£()二竺,2=1.2^,所以鱼=2=1.22£2°入gA)4.氢原子从能量为-0.85eV的状态跃迁到激发能(从基态到激发态所需的能量)为10.19eV的状态吋,所发射的光子的能量为LAJ(A)2.56eV(B)3.41eV
5、(C)4.25刃(D)9.95eV解:激发态的能量=£,+AE=-1.36+10.19=-3.41(eV)发射光子的能量为£=En-E=-3.41-(-0.85)=2.56(eV)5.假定红原子原来是静止的,贝0氢原子从心3的激发态肓接通过辐射跃迁到基态的反冲速度大约为[C](A)10nis_,(B)100ms-1(C)4ms'1(D)400ms'1(已知:氢原子的质量加=1.67X10'27kg)解:从心3到=1辐射光了的能量为hv=E3-El9hhv动量大小为=4=—,Zc氢原子辐射光子前后动量守恒,有0二p光-p氢,p氮二“
6、光,所以,反冲速度为=3.86(m-s')hv/-13.6x(^--l)xl.6xio_,9加氢1.67xl0-27x3xl08二、填空题:1.当波长为300nm的光照射在某金属表面时,光电子的动能范围为0〜4.0X10%则此金属的遏止电压为1/1二25V,红限频率为=—4OX1Q14_Hzo(已知:普郎克常量力=6.63X10%,基本电荷^=1.6X10_19C)F4Ox10'19解:遏止电压为
7、/
8、=也严w2.5(v)e1.6x10由光电效应方程力v=h匕)+Ek„,,得红限频率匕)hv-Egh干牛聶-缶“叫Z)2.某光电管阴
9、极对于几=4910A的入射光,发射光电子的遏止电压为0.71伏。当入射光的波长为3.82X1Q3A时,其遏止电压变为1.43伏。(已知:电子电量21.60X10%。普朗克常量/i=6.63X10_34J-s)解:由光电效应方程才=矶+4/“
10、>_(£一])屁之(1匕'1—1匕1)XX—1/(I":丨-1匕I)一—11.6x10"x(i.43-0.71)2he4.9门0一7+6.63x10_34x3x108=3.82x103(A)3.康普顿散射中,当出射光子与入射光子方向成夹角0=71时,光子的频率减少得n解:由康普顿散射公式A2=
11、Z,-2=22rsin2-nm,当―时,波长增加得最多,所2以频率减少得最多;当n=0时,波长不变,所以频率不变。n=4n=3:n=2--Un=l1.氢原了的部分能级跃迁示意如图。在这些能级跃迁中,(1)从n—的能级跃迁到n=1的能级时发射的光子的