(完整版)南华物理练习第13章答案
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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
×
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
5
.
26
10
10
5500
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
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
c
c
铝的截止波长：
A<
/p>
h
0
，
A
h
，
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)
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
|E
m
-E
n
|
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