量子物理习题解答.doc
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1、量子物理习题解答习题171 用频率为的单色光照射某一金属时,测得光电子的最大初动能为Ek1;用频率为的单色光照射另一种金属时,测得光电子的最大初动能为Ek2。那么(A) 一定大于。(B) 一定小于。(C) 一定等于。(D) 可能大于也可能小于。解:根据光电效应方程,光电子的最大初动能为由此式可以看出,Ek不仅与入射光的频率有关,而且与金属的逸出功A有关,因此我们无法判断题给的两种情况下光电子的最大初动能谁大谁小,从而也就无法判断两种情况下入射光的频率的大小关系,所以应该选择答案(D)。习题172 根据玻尔的理论,氢原子中电子在n=5的轨道上的角动量与在第一激发态的角动量之比为(A) 5/2。
2、(B) 5/3。 (C) 5/4。 (D) 5。解:根据玻尔的理论,氢原子中电子的轨道上角动量满足 n=1,2,3所以L与量子数n成正比。又因为“第一激发态”相应的量子数为n=2,因此应该选择答案(A)。习题173 根据玻尔的理论,巴耳末线系中谱线最小波长与最大波长之比为(A) 5/9。(B) 4/9。(C) 7/9。(D) 2/9。解:由巴耳末系的里德佰公式n=3,4,5,可知对应于最大波长,n=3;对应于最小波长,n=。因此有;所以最后我们选择答案(A)。习题174 根据玻尔的理论,氢原子中电子在n=4的轨道上运动的动能与在基态的轨道上运动的动能之比为(A) 1/4。(B) 1/8。(C)
3、 1/16。(D) 1/32。解:根据玻尔的理论,氢原子中电子的动能、角动量和轨道半径分别为;所以电子的动能与量子数n2 成反比,因此,题给的两种情况下电子的动能之比12/42=1/16,所以我们选择答案(C)。习题175 在康普顿效应实验中,若散射光波长是入射光波长的1.2倍,则散射光光子能量与反冲电子动能Ek之比为(A) 2。(B) 3。(C) 4。(D) 5。解:由康普顿效应的能量守恒公式可得所以,应该选择答案(D)。习题176 设氢原子的动能等于温度为T的热平衡状态时的平均动能,氢原子的质量为m,那么此氢原子的德布罗意波长为(A) 。(B) 。(C) 。(D) 。解:依题意,氢原子的动
4、能应为又因为氢原子的动量为由德布罗意公式可得氢原子的德布罗意波长为所以应该选择答案(A)。习题177 以一定频率的单色光照射到某金属上,测出其光电流的曲线如图实线所示,然后在光强度不变的条件下增大照射光频率,测出其光电流的曲线如图虚线所示。满足题意的图是U I O (D) I U O (B) U O I (A) U O I (C) 习题177图 解:根据爱因斯坦光量子假设,光强=Nh,在光强保持不变的情况下,NIs(饱和光电流);另一方面,综上,应该选择答案(D)。习题178 氢原子光谱的巴耳末系中波长最大的谱线用表示,其次波长用表示,则它们的比值为(A) 9/8。(B) 16/9。(C) 2
5、7/20。(D) 20/27。解:由氢原子光谱的里德伯公式,对巴耳末系有n=3 ,4,5,对波长最大的谱线用,n=3;对其次波长用,n=4。因此有所以应该选择答案(C)。习题179 电子显微镜中的电子从静止开始通过电势差为U的静电场加速后,其德布罗意波长是4102nm,则U约为:(A) 150V。(B) 330V。(C) 630V。 (D) 942V。解:由动能定理得把此式代入德布罗意公式有所以因此,应该选择答案(D)。习题1710 氩(Z=18)原子基态的电子组态是:(A) 1S22S83P8 (B) 1S22S22P63d8(C) 1S22S22P63S23P6 (D) 1S22S22P6
6、3S23P43d2解:对(A)示组态,既违反泡利不相容原理,也违反能量最小原理,是一个不可能的组态;对(B)示组态和(D)示组态均违反能量最小原理,也都是不可能组态。因此,只有(C)示组态是正确组态。所以应该选择答案(C)。习题1711 在气体放电中,用能量为12.1eV的电子去轰击处于基态的氢原子,此时氢原子所能发射的光子的能量只能是:(A) 12.1eV,10.2eV和3.4eV。(B) 12.1eV。(C) 12.1eV,10.2eV和1.9eV。 (D) 10.2eV。解:且E1=13.6eVn=3 n=2 n=1 能级跃迁图 可以解得 n=3从能级跃迁示意图可知,应该有种频率不同的光
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