(完整版)南华物理练习第13章答案

萌到你眼炸
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2021年02月11日 01:34
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2021年2月11日发(作者:十月十六)


第十三章




早期量子论和量子力学基础



练



习



一



一


.


选择题



1.


内壁为黑色的空腔开一小孔,这小孔可视为绝对黑体,是因为它(


B


)



(A)


吸收了辐射在它上面的全部可见光;





(B)


吸收了辐射在它上面的全部能量;




(C)


不辐射能量;

























(D)


只吸收不辐射能量。



2.


一绝对黑体在温度


T


1



=


1450K


时,辐射峰值所对应的 波长为



1


,当温度降为


725K


时,


辐射峰值所对应的波长为



2


,则



1


/



2

为(




D



)





(A)



2


;













(B)



1


/


2


;














(C)



2


;
















(D)



1/2


。



3.


一般认为光子有以下性质(


A


)





(1)


不论在真空中或介质中的光速都是

c


;


(2)


它的静止质量为零;


(3)


它的动量 为


h


ν


/c


2


;



(4)


它的动能就是它的总能量;


(5)


它有动量和能量,但没有质量。



以上结论正确的是







(




A




)



(A)


(


2


)


(


4


)


;< /p>





(B)


(


3


)


(


4


)


(


5


)


;





(C)


(


2


)


(


4


)< /p>


(


5


)


;






(D)


(


1


)


(


2


)


(< /p>


3


)


。



4.


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


U


0


(使电子从


金属逸出需做功


eU


0


)


,则此单色光的波长



必须满足:


(


A




)



(A)




hc


hc


eU


0


eU


0








;< /p>





(B)


;









(C)


;










(D)


。



eU


0< /p>


eU


0


hc


hc


二


.


填空题



1.


用辐射高温计测得炉壁小孔的辐射出射度为


22.8


W/cm


2


,则炉 内的温度为



1.416


×

< p>
10


3


K



。



2.


设 太阳表面的温度为


5800K


,直径为


13.9


×


10


m

,如果认为太阳的辐射是常数,表面积


保持不变,


则太阳在 一年内辐射的能量为



1.228


×


10


34



J


,


太阳在一年内由于辐射而损失


的质 量为


1.3647


×


10


17


kg


。



3.


汞的红限频率为


1.09


×


10


Hz


,现用< /p>



=2000Å


的单色光照射,汞放出光 电子的最大初速


度


v


0


=


7.73



10


m/s



,截止电压


U


a


= 1.7V


。



5


15


8


4.


如果入射光的波长从


400nm


变到< /p>


300nm


,则从表面发射的光电子的遏止电压

< br>增大


(增大、


减小)


。



三


.


计算题



1.


星星可以看作绝对黑体,


今测得太阳辐射所对应的峰值波长



m1


=5500Å


,

< br>北极星辐射所对


应的峰值波长



m2


=0.35



m

< br>,求太阳的表面温度


T


1


和北极 星的表面温度


T


2


.


解:


由:


b




m


T








T


1



b



m


1


2


.


897



10



3


3

< p>




5


.


26



10



10


5500


< p>
10




T


2



b


< br>m


2


2


.


897



10


3


3




8


.


277



10



K




6


0


.


35



10


2.


从铝中移出一个电子需要


4.2


eV


的能量,


今有波长为


200


nm


的光投射至铝表面。


试问:



(1)


由此发出来的光电子的最大动能是多少


?


(2)


遏止电势差多大


?


(3)


铝的截止波长有多大


?


解:由光电方程


h




A



1


2


1


2


mv


m< /p>


,光电子的最大动能:


mv


m

< p>


h




A



2


2

hc


1


2


将


h





6


.


25


eV


和


A



4


.


2


eV


代入得到:


E


km



mv


m



2


.


05


eV




2< /p>


E


km


,


U


a



2


.


05


V



e

< p>
c


c


铝的截止波长:


A< /p>



h



0


,


A



h

< p>
,



0



h


,



0


295


.


95

< br>nm




0

A


遏止电势差:


U


a
















第十三章




早期量子论和量子力学基础



练



习



二



一


.


选择题



1.


康普顿散射的主要特征是(


B




)





(A)


散射光的波长与入射光的波长全然不同;



(B)


散射光的波长有些与入射光相同,有些比入射光的波长 长些,且散射角越大,散射光的



波长变得越长;



(C)

< p>
散射光的波长有些与入射光相同,但有些变短了,散射角越大,散射波长越短;


(D)


散射光的波长有些与入射光相同,但也有变长的 ,也有变短的


。



2.


已知氢原子处于基态的能量为



13.6eV


,则处于第一激发态的氢原子的电离能为







(


A


)



(A) 3.4eV


;










(B)



3.4eV


;










(C) 13.6eV


;










(D)



13.6eV


。



3.


已知氢原子的玻尔半径为


r


1



。依据玻尔理论,处于第二激发态的氢 原子中电子的轨道半


径应是(


B


)




(A)



4r


1


;













(B) 9r


1


;













(C) 2r


1


;















(D)


3r


1


。



4.


如图


1


所示,


被激发的氢原子跃迁到较低能级时,


可能发射波长为



1


,



2


,



3


的辐射,则它们的关系为(


B


)



(A)



1


=



2


+



3


;














(B) 1/



3

=1/



1


+1/



2


;



(C)




2


=



1


+< /p>



3


;













(D)



1/



3


=1 /(



1


+



2


)


。



二


.


填空题



1.


波长为


0.1

< br>Å


的


X


射线经物体散射后沿与入 射方向成


60



角方向散射,并设被撞 的电子


原来是静止的,散射光的波长



=


,



频率的改变





=


,电子获得的能量



E=


。


0


.


112 15



Å




º


;


3


.< /p>


25



10



Hz



;


< /p>


1.34



10



eV



2.


氢原子基态电离能是


eV


,电离能为


0.544


eV


的激发态氢原子,其电子处


在


n=


的轨道上运动。


13.6 5



3.


根据玻尔的氢原子理论


:(1)


原子系统存在一系列


的能量状态,


处于这些


状态的原子中的电子只能在某些特定 轨道上绕核作圆运动,不辐射能量;


(2)


原子从一能态


向另一能态跃迁时,


辐射和吸收一个光子,


光 子频率满足


h



=





;


(3)


原子中


电子绕核做圆周运动的轨道角动量


L


满足

L=


。不连续


< p>
|E


m


-E


n

< p>
|


n



三


.


计算题



1.


在康普顿散射中,如果设反冲电子的速度为光速的


60%


,则因散射使电子获得的能量是


18< /p>


3


E


3


E


2



2



1


图


1




3


E


1


h



2


-


-


-


-


-


-


-


-