结构化学第一章习题

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结构第一章练习

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结构化学第一章练习题一、判断正误1.( > “波函数本身是连续的,由它推求的体系力学量也是连续的。

”是否正确2.( > “波函数平方有物理意义,但波函数本身是没有物理意义的”。

3.( > 任何波函数 (x,y,z,t>都能变量分离成 (x,y,z>与 (t>的乘积,对否?4.( > 下列说法对否:”=cosx,px有确定值,p2x没有确定值,只有平均值。

”5.( > 一维势箱中的粒子,势箱长度为l,基态时粒子出现在x=l/2处的概率密度最小。

二、选择1. 下列算符哪些可以对易:(A> 和 (B> 和 (C> x 和 (D> x 和2.任一自由的实物粒子,其波长为λ,今欲求其能量,须用下列哪个公式( >(A> (B>(C> (D> A,B,C都可以3. 下列算符中,哪些不是线性算符( >A> 2 B> C> D> xy4. 首先提出能量量子化假定的科学家是:( >(A> Einstein (B> Bohr(C> Schrodinger (D> Planck5. 立方势箱中的粒子,具有E=的状态的量子数。

nx ny nz是( >(A> 2 1 1 (B> 2 3 1 (C> 2 2 2 (D> 2 13b5E2RGbCAP6. 在一立方势箱中,的能级数和状态数分别是(势箱宽度为l,粒子质量为m>:--------( > p1EanqFDPw(A> 5,11 (B> 6,17 (C> 6,6 (D> 5,14(E> 6,14 DXDiTa9E3d7. 一个在一维势箱中运动的粒子,(1> 其能量随着量子数n的增大:( >(A> 越来越小 (B> 越来越大 (C> 不变(2> 其能级差 En+1-En随着势箱长度的增大: ( >(A> 越来越小 (B> 越来越大 (C> 不变8. 首先提出微观粒子的运动满足测不准原理的科学家是:( >(A> 薛定谔 (B> 狄拉克(C> 海森堡 (D> 波恩9. 下列哪几点是属于量子力学的基本假设(多重选择>:(A>电子自旋(保里原理>(B>微观粒子运动的可测量的物理量可用线性厄M算符表征(C>描写微观粒子运动的波函数必须是正交归一化的(D>微观体系的力学量总是测不准的,所以满足测不准原理10. 描述微观粒子体系运动的薛定谔方程是:.(A> 由经典的驻波方程推得(B> 由光的电磁波方程推得(C> 由经典的弦振动方程导出(D> 量子力学的一个基本假设三、简答1. 作为合理波函数的条件是什么?2. 写出联系实物微粒波动性和粒子性的关系式。

结构化学第一章习题

结构化学第一章习题

第一章习题一、选择题1. 任一自由的实物粒子,其波长为λ,今欲求其能量,须用下列哪个公式---------------( )(A) λc h E = (B) 222λm h E = (C) 2) 25.12 (λe E = (D) A ,B ,C 都可以 2. 下列哪些算符是线性算符---------------------------------------------------------------- ( )(A) dx d (B) ∇2 (C) 用常数乘 (D) (E) 积分3. 一个在一维势箱中运动的粒子,(1) 其能量随着量子数n 的增大:------------------------ ( )(A) 越来越小 (B) 越来越大 (C) 不变(2) 其能级差 E n +1-E n 随着势箱长度的增大:-------------------( )(A) 越来越小 (B) 越来越大 (C) 不变4. 关于光电效应,下列叙述正确的是:(可多选) ---------------------------------( )(A)光电流大小与入射光子能量成正比 (B)光电流大小与入射光子频率成正比(C)光电流大小与入射光强度成正比 (D)入射光子能量越大,则光电子的动能越大5. 下列哪几点是属于量子力学的基本假设(多重选择):-------------------------( )(A)电子自旋(保里原理)(B)微观粒子运动的可测量的物理量可用线性厄米算符表征(C)描写微观粒子运动的波函数必须是正交归一化的(D)微观体系的力学量总是测不准的,所以满足测不准原理6. 描述微观粒子体系运动的薛定谔方程是:--------------------------------------( )(A) 由经典的驻波方程推得 (B) 由光的电磁波方程推得(C) 由经典的弦振动方程导出 (D) 量子力学的一个基本假设二、填空题1. 光波粒二象性的关系式为_______________________________________。

结构化学习题答案

结构化学习题答案

9.043 10 11 m
h (c ) p
h 2meV 6.626 10 34 J s
2 9.109 10 31 k g 1.602 10 19 C 300V
7.08 10 11 m
1.10 请指出下列算符中的线性算符 和线性自轭算符
d d x, , , log, sin, 2 dx dx
exp[ ix]{(i
d ) exp[ ix]}* dx dx
1.12 下列函数中,哪几个是算符 的本征函数?若是,求出本征值
e x , sin x,2 cos x, x 3 , sin x cos x
d2 dx 2
d2 x d2 解: 2 e 1 e x , e x是 2 的本征函数,本征值为 1 dx dx
6 2 h 2 52 h 2 11h 2 E E6 E5 2 2 8ml 8ml 8ml 2 hc
8mcl 2 11h 8 9.1095 10 31 k g 2.9979 10 8 m s 1 (1.3 10 9 ) 2 11 6.626 10 34 J s 506 .6nm
ix
exp[ ix]{(i
d ) exp[ ix]}* dx dx
d ) exp[ ix]}dx dx
d ix e (i )e dx dx
exp[ix]{( i
e ix i eix idx
eix [( i
d ix )e ]dx dx
x
4 x 2 x 2x 2 x ( x) sin cos sin (1 cos ) a a a a a a 2 x 1 3x 1 x (sin sin sin ) a 2 a 2 a a

结构化学章节习题(含答案!)

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第一章 量子力学基础一、单选题: 13x lπ为一维势箱的状态其能量是:( a ) 22229164:; :; :; :8888h h h hA B C D ml ml ml ml2、Ψ321的节面有( b )个,其中( b )个球面。

A 、3 B 、2 C 、1 D 、03、立方箱中2246ml h E ≤的能量范围内,能级数和状态数为( b ).A.5,20B.6,6C.5,11D.6,174、下列函数是算符d /dx的本征函数的是:( a );本征值为:( h )。

A 、e 2xB 、cosXC 、loge xD 、sinx 3E 、3F 、-1G 、1H 、2 5、下列算符为线性算符的是:( c )A 、sine xB 、d 2/dx 2 D 、cos2x6、已知一维谐振子的势能表达式为V = kx 2/2,则该体系的定态薛定谔方程应当为( c )。

A [-m 22 2∇+21kx 2]Ψ= E ΨB [m 22 2∇- 21kx 2]Ψ= E Ψ C [-m 22 22dx d +21kx 2]Ψ= E Ψ D [-m 22 -21kx 2]Ψ= E Ψ 7、下列函数中,22dx d ,dxd的共同本征函数是( bc )。

A cos kxB e –kxC e –ikxD e –kx2 8、粒子处于定态意味着:( c )A 、粒子处于概率最大的状态B 、粒子处于势能为0的状态C 、粒子的力学量平均值及概率密度分布都与时间无关系的状态.D 、粒子处于静止状态9、氢原子处于下列各状态 (1)ψ2px (2) ψ3dxz (3) ψ3pz (4) ψ3dz 2 (5)ψ322 ,问哪些状态既是M 2算符的本征函数,又是M z 算符的本征函数?( c )A. (1) (3)B. (2) (4)C. (3) (4) (5)D. (1) (2) (5) 10、+He 离子n=4的状态有( c )(A )4个 (B )8个 (C )16个 (D )20个 11、测不准关系的含义是指( d ) (A) 粒子太小,不能准确测定其坐标; (B)运动不快时,不能准确测定其动量(C) 粒子的坐标的动量都不能准确地测定; (D )不能同时准确地测定粒子的坐标与动量12、若用电子束与中子束分别作衍射实验,得到大小相同的环纹,则说明二者( b ) (A) 动量相同 (B) 动能相同 (C) 质量相同13、 为了写出一个经典力学量对应的量子力学算符,若坐标算符取作坐标本 身,动量算符应是(以一维运动为例) ( a )(A) mv (B) i x ∂∂ (C)222x ∂-∂14、若∫|ψ|2d τ=K ,利用下列哪个常数乘ψ可以使之归一化:( c )(A) K (B) K 2 (C) 1/K15、丁二烯等共轭分子中π电子的离域化可降低体系的能量,这与简单的一维势阱模型是一致的, 因为一维势阱中粒子的能量 ( b )(A) 反比于势阱长度平方 (B) 正比于势阱长度 (C) 正比于量子数16、对于厄米算符, 下面哪种说法是对的 ( b )(A) 厄米算符中必然不包含虚数 (B) 厄米算符的本征值必定是实数(C) 厄米算符的本征函数中必然不包含虚数17、对于算符Ĝ的非本征态Ψ ( c )(A) 不可能测量其本征值g . (B) 不可能测量其平均值<g >.(C) 本征值与平均值均可测量,且二者相等18、将几个非简并的本征函数进行线形组合,结果 ( b )(A) 再不是原算符的本征函数(B) 仍是原算符的本征函数,且本征值不变 (C) 仍是原算符的本征函数,但本征值改变19. 在光电效应实验中,光电子动能与入射光的哪种物理量呈线形关系:( B )A .波长B. 频率C. 振幅20. 在通常情况下,如果两个算符不可对易,意味着相应的两种物理量( A)A .不能同时精确测定B .可以同时精确测定C .只有量纲不同的两种物理量才不能同时精确测定 21. 电子德布罗意波长为(C )A .λ=E /h B. λ=c /ν C. λ=h /p 22. 将几个非简并的本征函数进行线形组合,结果( A ) A .再不是原算符的本征函数B .仍是原算符的本征函数,且本征值不变C .仍是原算符的本征函数,但本征值改变23. 根据能量-时间测不准关系式,粒子在某能级上存在的时间τ越短,该能级的不确定度程度ΔE (B )A .越小 B. 越大 C.与τ无关24. 实物微粒具有波粒二象性, 一个质量为m 速度为v 的粒子的德布罗意波长为:A .h/(mv)B. mv/hC. E/h25. 对于厄米算符, 下面哪种说法是对的 ( B )A .厄米算符中必然不包含虚数B .厄米算符的本征值必定是实数C .厄米算符的本征函数中必然不包含虚数 26. 对于算符Ĝ的非本征态Ψ (A ) A .不可能测得其本征值g. B .不可能测得其平均值<g>.C .本征值与平均值均可测得,且二者相等 27. 下列哪一组算符都是线性算符:( C )A . cos, sinB . x, logC . x d dx d dx,,22二 填空题1、能量为100eV 的自由电子的德布罗依波波长为( 122.5pm )2、函数:①xe ,②2x ,③x sin 中,是算符22dxd 的本征函数的是( 1,3 ),其本征值分别是( 1,—1;)3、Li 原子的哈密顿算符,在( 定核 )近似的基础上是:(()23213212232221223222123332ˆr e r e r e r e r e r e mH +++---∇+∇+∇-= )三 简答题1.计算波长为600nm(红光),550nm(黄光),400nm(蓝光)和200nm(紫光)光子的能量。

(完整word版)结构化学第一章习题

(完整word版)结构化学第一章习题

《结构化学》第一章习题1001首先提出能量量子化假定的科学家是:---------------------------( ) (A) Einstein (B) Bohr (C) Schrodinger (D) Planck 1002光波粒二象性的关系式为_______________________________________。

1003 德布罗意关系式为____________________;宏观物体的λ值比微观物体的λ值_______________。

1004在电子衍射实验中,│ψ│2对一个电子来说,代表___________________。

1005求德布罗意波长为0.1 nm 的电子的动量和动能。

1006波长λ=400 nm 的光照射到金属铯上,计算金属铯所放出的光电子的速率。

已知铯的临阈波长为600nm 。

1007光电池阴极钾表面的功函数是2.26 eV 。

当波长为350 nm 的光照到电池时,发射的电子最大速率是多少?(1 eV=1.602×10-19J , 电子质量m e =9.109×10-31 kg) 1008计算电子在10 kV 电压加速下运动的波长。

1009任一自由的实物粒子,其波长为λ,今欲求其能量,须用下列哪个公式---------------( )(A)λchE = (B)222λm h E =(C) 2) 25.12 (λe E = (D) A ,B ,C 都可以1010对一个运动速率v<<c 的自由粒子,有人作了如下推导 :mv v E v h hp mv 21=====νλA B C D E 结果得出211=的结论。

问错在何处? 说明理由。

1011测不准关系是_____________________,它说明了_____________________。

1013测不准原理的另一种形式为ΔE ·Δt ≥h /2π。

北大结构化学习题与答案01

北大结构化学习题与答案01
已知角动量算符 = z=-i 。
10352,动能为M2/2I,
2= 。Schrödinger方程 =E 变成 =E 。解此方程,并确定允许的能级。
1036电子自旋存在的实验根据是:--------------------------------------------------------------- ( )
(1)哪些是 的本征函数;--------------------------------------------------------------- ( )
(2)哪些是的 本征函数;------------------------------------------------------------- ( )
1014 “根据测不准原理,任一微观粒子的动量都不能精确测定,因而只能求其平均值”。对否?
1015写出一个合格的波函数所应具有的条件。
1016 “波函数平方有物理意义,但波函数本身是没有物理意义的”。对否. --------------( )
1017一组正交、归一的波函数 1, 2, 3,…。正交性的数学表达式为 ,归一性的表达式为 。
(A) (B)
(C) (D) A,B,C都可以
1010对一个运动速率v<<c的自由粒子,有人作了如下推导:
A B C D E
结果得出 的结论。问错在何处?说明理由。
1011测不准关系是_____________________,它说明了_____________________。
1013测不准原理的另一种形式为ΔE·Δt≥h/2π。当一个电子从高能级向低能级跃迁时,发射一个能量子h ,若激发态的寿命为10-9?s,试问 的偏差是多少?由此引起谱线宽度是多少(单位cm-1)?

结构化学第一章习题参考答案

结构化学第一章习题参考答案

第一次 习题参考答案
10.计算下述粒子的德布罗意波的波长。

(2) 动能为100 eV 的中子 解
:
(2)
34
12
2.86*10
()0.0286()o
h m p λ-=
=
==A -
从上述计算结果可见,微观粒子的德布罗意波长与其线度相当,其波动性不能忽略。

11.子弹(质量0.01 kg ,速度1000 m ⋅s -1),作布朗运动的花粉(质量10-13 kg ,速度1 m ⋅s -1),氢原子中的电子(速度106 m.s -1)等,速度的不确定量为速度的10%,判断在确定这些质点位置时,不确定关系是否具有实际意义?
解:根据不确定关系式4x x p h π∆∆≥,可知位置不确定量
(1) 子弹: ,对子弹而言,不确定关系没有实际意义。

(2) 花粉: ,对花粉而言,不确定关系没有实际意义。

(3) 电子: 电子运动的位置不确定量在数量级,与电子的运动线度相当,所以,对电子而言,不确定关系具有实际意义。

4. 《结构化学》
44x
h h x p m v
ππ∆≥
=
∆∆34
10
31
6
6.626*10
5.8*10
() 5.8()
4*3.14*9.1*10
*10%*10
x m ---∆≥
==A
34
35
6.626*10
5.28*10
()
4*3.14*0.01*1000
*10%x m --∆≥
=34
21
136.626*10
5.28*10()4*3.14*10
*110%x m ---∆≥=*。

结构化学第一章习题课

结构化学第一章习题课

c
1 5 . 088 10 14 Hz 2 5 . 093 10
14

1
Hz
单位 取值位数
~ v

1 ~ v1 16961 cm 1 ~ v1 16978 cm
E h N A
mol
E1 202 . 9 kJ / mol E 2 203 . 3 kJ / mol

E 2 E1 h
3
德布罗依假说

电子、质子、原子、分子等静止质量不为零的实 物微粒也具有波动的性质. 这种伴随实物微粒运动 的波称为德布罗依物质波.
由光子学说:E=h 同样也适用于实物微粒. p=h/
I|y|22p
德布罗依关系式: h/p=h/mv
任何宏观物体运动时都具有波动性,作为一个崭 新的的假定:表示物质波的波长可以由质量m和运 动速度v来求算.
En n
2
趋于一致;n越小,量子化效应越明显
30
作业: P36-17
试求在长度L=200pm的一维势箱中运动的电子
1、n=2跃迁到n=1时发射光子的能量、波长和波数;
2、n=3时电子的<x2>, <x>, <Px>, P2值。 解:
E E 2 E1 h (2 1 )
2 2 2
7
P m e v 7 .396

h p 8 . 959 10
10
kg m / s
m
注意: 1. 公式的使用
2. 单位的转换:1m = 109 nm =1010Å 3. 电子质量是常数:me = 9.1 × 10-31 kg 电子的电量:e = 1.6 × 10-19 C
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《结构化学》第一章习题1001首先提出能量量子化假定得科学家就是:---------------------------( )(A) Einstein (B) Bohr(C) Schrodinger (D) Planck1002光波粒二象性得关系式为_______________________________________。

1003德布罗意关系式为____________________;宏观物体得λ值比微观物体得λ值_______________。

1004在电子衍射实验中,││2对一个电子来说,代表___________________。

1005求德布罗意波长为0、1 nm得电子得动量与动能。

1006波长λ=400 nm得光照射到金属铯上,计算金属铯所放出得光电子得速率。

已知铯得临阈波长为600 nm。

1007光电池阴极钾表面得功函数就是2、26 eV。

当波长为350 nm得光照到电池时,发射得电子最大速率就是多少?(1 eV=1、602×10-19J, 电子质量m e=9、109×10-31 kg)1008计算电子在10 kV电压加速下运动得波长。

1009任一自由得实物粒子,其波长为λ,今欲求其能量,须用下列哪个公式---------------( )(A) (B)(C) (D) A,B,C都可以1010对一个运动速率v<<c得自由粒子,有人作了如下推导:A B C D E结果得出得结论。

问错在何处?说明理由。

1011测不准关系就是_____________________,它说明了_____________________。

1013测不准原理得另一种形式为ΔE·Δt≥h/2π。

当一个电子从高能级向低能级跃迁时,发射一个能量子h, 若激发态得寿命为10-9?s,试问得偏差就是多少?由此引起谱线宽度就是多少(单位cm-1)?1014“根据测不准原理,任一微观粒子得动量都不能精确测定,因而只能求其平均值”。

对否?1015写出一个合格得波函数所应具有得条件。

1016“波函数平方有物理意义, 但波函数本身就是没有物理意义得”。

对否、--------------( )1017一组正交、归一得波函数1,2,3,…。

正交性得数学表达式为,归一性得表达式为。

1018│(x1, y1, z1, x2, y2, z2)│2代表______________________。

1020任何波函数(x, y, z, t)都能变量分离成(x, y, z)与(t)得乘积,对否?--------------------------- ( ) 1021下列哪些算符就是线性算符---------------------------------------------------------------- ( )(A) (B) ∇2(C) 用常数乘(D) (E) 积分1022下列算符哪些可以对易------------------------------------------------------------------- ( )(A) 与(B) 与(C) x 与(D) x 与1023下列函数中(A) cos kx(B) e -bx(C) e-ikx(D)(1) 哪些就是得本征函数;--------------------------------------------------------------- ( )(2) 哪些就是得本征函数;------------------------------------------------------------- ( )(3) 哪些就是与得共同本征函数。

----------------------------------------------- ( )1024在什么条件下, 下式成立?( + ) ( - ) =2 - 21025线性算符具有下列性质(U + V) = U+V(cV) = cV式中c为复函数, 下列算符中哪些就是线性算符?---------------------------------------( )(A) U=λU, λ=常数(B) U=U*(C) U=U2(D) U =(E) U=1/U1026物理量xp y- yp x得量子力学算符在直角坐标系中得表达式就是_____。

1027某粒子得运动状态可用波函数ψ=N e-i x来表示, 求其动量算符x得本征值。

1029设体系处在状态=c1211+ c2210中, 角动量M2与M z有无定值。

其值为多少?若无,则求其平均值。

1030试求动量算符x=得本征函数(不需归一化)。

1031下列说法对否:”=cos x, p x有确定值, p2x没有确定值,只有平均值。

”---------- ( )1032假定1与2就是对应于能量E得简并态波函数,证明=c11+ c22同样也就是对应于能量E得波函数。

1033已知一维运动得薛定谔方程为:+V(x)] =E1与2就是属于同一本征值得本征函数, 证明:1-2=常数1034限制在一个平面中运动得两个质量分别为m1与m2得质点, 用长为R得、没有质量得棒连接着, 构成一个刚性转子。

(1) 建立此转子得Schrödinger方程, 并求能量得本征值与归一化得本征函数;(2)求该转子基态得角动量平均值。

已知角动量算符=z=-i。

1035对一个质量为m、围绕半径为R运行得粒子, 转动惯量I=mR2, 动能为M2/2I,2= 。

Schrödinger 方程=E变成= E。

解此方程, 并确定允许得能级。

1036电子自旋存在得实验根据就是:--------------------------------------------------------------- ( )(A) 斯登--盖拉赫(Stern-Gerlach)实验(B) 光电效应(C) 红外光谱(D) 光电子能谱1037在长l=1 nm得一维势箱中运动得He原子,其de Broglie波长得最大值就是:------- ( )(A) 0、5 nm (B) 1 nm (C) 1、5 nm (D) 2、0 nm (E) 2、5 nm1038在长l=1 nm 得一维势箱中运动得He原子, 其零点能约为:-------------------------- ( )(A) 16、5×10-24?J (B) 9、5×10-7 J (C) 1、9×10-6 J(D) 8、3×10-24?J (E) 1、75×10-50?J1039一个在一维势箱中运动得粒子,(1) 其能量随着量子数n得增大:------------------------ ( )(A) 越来越小(B) 越来越大(C) 不变(2) 其能级差E n+1-E n随着势箱长度得增大:-------------------( )(A) 越来越小(B) 越来越大(C) 不变1041立方势箱中得粒子,具有E=得状态得量子数。

n x n y n z就是--------- ( )(A) 2 1 1 (B) 2 3 1 (C) 2 2 2 (D) 2 1 31042处于状态(x)=sin得一维势箱中得粒子, 出现在x=处得概率为----------------------------------------------------------- ( )(A) P= () = sin(·) = sin =(B) P=[ ( )]2= (C) P= () =(D) P=[ ( )]2=(E) 题目提法不妥,所以以上四个答案都不对1043在一立方势箱中,得能级数与状态数分别就是(势箱宽度为l, 粒子质量为m):-----------------------------------------------------------------( )(A) 5,11 (B) 6,17 (C) 6,6 (D) 5,14 (E) 6,141044一个在边长为a得立方势箱中得氦原子,动能为mv2=kT, 求对应于每个能量得波函数中能量量子数n值得表达式。

1045(1) 一电子处于长l x=2l,l y=l得二维势箱中运动,其轨道能量表示式为=__________________________;(2) 若以为单位,粗略画出最低五个能级,并标出对应得能量及量子数。

1046质量为m得一个粒子在长为l得一维势箱中运动,(1) 体系哈密顿算符得本征函数集为_______________________________ ;(2) 体系得本征值谱为____________________, 最低能量为____________ ;(3) 体系处于基态时, 粒子出现在0 ─l/2间得概率为_______________ ;(4) 势箱越长, 其电子从基态向激发态跃迁时吸收光谱波长__________ ;(5) 若该粒子在长l、宽为2l得长方形势箱中运动, 则其本征函数集为____________,本征值谱为_______________________________。

1047质量为m得粒子被局限在边长为a得立方箱中运动。

波函数211(x,y,z)= _________________________;当粒子处于状态211时,概率密度最大处坐标就是_______________________;若体系得能量为, 其简并度就是_______________。

1048在边长为a得正方体箱中运动得粒子,其能级E=得简并度就是_____,E'= 得简并度就是______________。

1049“一维势箱中得粒子,势箱长度为l, 基态时粒子出现在x=l/2处得概率密度最小。

” 就是否正确?1050对于立方势箱中得粒子,考虑出得能量范围, 求在此范围内有几个能级?在此范围内有多少个状态?1051一维线性谐振子得基态波函数就是=A exp[-Bx2],式中A为归一化常数,B=π (μk)1/2/h, 势能就是V=kx2/2。

将上式代入薛定谔方程求其能量E。

1052分子CH2CHCHCHCHCHCHCH2中得π电子可视为在长为8R c-c得一维势箱中运动得自由粒子。

分子得最低激发能就是多少?它从白色光中吸收什么颜色得光;它在白光中显示什么颜色?(已知R c-c=140 pm)1053被束缚在0<x<a区间运动得粒子,当处于基态时,出现在0、25a≤x≤0、7a区间内得概率就是多少?1054一个电子处于宽度为10-14 m得一维势箱中, 试求其最低能级。

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