2014波粒二象性作业答案解析

8.氢原子光谱中，由高能级向低能级跃迁时 发出的赖曼系谱线中，最长的波长 1216Å 9. 按波尔理论，当电子轰击基态氢原子时， 如果仅产生一条光谱线，则电子的能量范围 是 10.2eV E电子 12.09eV
E 2 E1 Байду номын сангаасE电子 E 3 E1
13.6 13.6 [( ) ( 13.6)] E电子 [( ) (13.6)] 4 9
5.在康普顿效应中，波长的改变量 －0 仅决定于( )。
A.散射方向 B.散射物质 C.散射方向和散射物质 D.入射波长和散射方向 6.在康普顿效应中，光子与电子碰撞前后 二者的动量、能量关系是（） A.总能量守恒，总动量不守恒; B.总能量不守恒，动量守恒； C.能量、动量都守恒； D.能量、动量都不守恒。
7.由玻尔氢原子理论可知，当氢原子由 n=3的激发态向低能跃迁时可发射( )。 A.一种波长的光； C.三种波长的光 B.两种波长的光 D.超过三种波长的光
8.在300K时达到热平衡的中子，其平均德 -27 m 1.67 10 kg 布罗意波长的数量级为 中子
A C 107 m 1013 m B D 1010 m 1015 m
10.实物粒子与光一样具有 波动性 计算物质波波长的公式是 h p 。 低速粒子的物质波公式是 h m。 0
初速为零的电子在电势差为U的电场中加 0 12 . 25 速后，其物质波的公式是 A。
U
11.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0.04nm，则U约为 938V 。
二 填空题 1.根据基尔霍夫定律，在相同的温度下， 同一波长的辐射本领与吸收率之比对于所 有物体都是 相同 的，是一个取决于 波长 和 温度 的函数。 2.按照黑体辐射实验定律，绝对黑体的辐 出度与其热力学温度的 四 次方成正比。
3.瑞利和金斯为了从理论上找出符合黑体 辐射实验结果的函数式，推导出瑞利―金斯 公式。该公式在短波段会得出辐射能量发散 的结果，在物理学史上称为“ 紫外灾难 ”。
第十八章 波粒二象性
一、 选择题 1. 在一般温度下，普通物体主要辐射 A.可见光 B.红外光 C.紫外光 D.激光
2.当物体因辐射而消耗的能量等于从外界 吸收的能量时，物体的热辐射过程达到平 衡，这时物体有确定的 A.单色辐出度 C.温度 B.单色吸收比 D.发光波长
3.随着黑体辐射温度的升高，对应于最大 单色辐射强度的波长将( )。 A.向长波方向移动 B.向短波方向移动 C.先向短波方向移动，后向长波移动 D.不受温度变化的影响 4.由普朗克假设，黑体辐射过程中谐振子 吸收或发射能量是不连续的，最小能量值 大小（ ） A.与振子振幅成正比；B.与振子频率成正比； C.与振子数量成正比；D.与黑体温度成正比。
三、计算题
1、假设太阳和地球都可看作黑体，各有固定的 表面温度，地球的热辐射能源全部来自太阳， 地球表面温度TE=300K,半径RE=6400km,太阳半径 RS=6.95×105km,日地距离d=1.496×108km，求太 阳表面温度TS
解： E0 (T ) T
E TE
4
E0 (T ) 功率/面积
2 4 2 4
TS RS 4d TE
TS 6.22 10 K
3
4
2
2
4
2.利用单色光和金属钠作光电效应实验，测得当 300 n m 时，光电子的最大初动能1.85eV，当 400 n m 时，光电子的最大初动能0.82eV，由 此估算普朗克常量h的数值。 1 2 解：根据光电效应方程 hv m m Wm 对两种波长分别有
4RE
2
1s内辐射至地球的能量:
4
太阳辐射能量分布在半径为d的球面上，被地 球吸收的能量E仅为地球横截面积上的能量，
1s内太阳辐射总能量： E 4 2 2 ES 4 d 16 d T E 2 RE
能量守恒，太阳表面 E S TS 4RS 16d TE
P P P nh n h hc
Pe Im hc
P 1 P 2 ; 1 2
I m1 I m 2
5.按照爱因斯坦光子学说，如果光子波长 为 ，则其动量的大小= h / ；动能= hc / 6.在康普顿效应中，光子与束缚较弱电子碰 撞时，光子能量 减小，波长 增大 ；光子与 束缚较紧电子碰撞时，能量 不变，波 长 不变 。 7.康普顿效应的发现和理论解释进一步揭 示了光的量子 性，并且也证实了在微观粒子 相互作用过程中，能量 守恒定律和 动量守恒 定律依然成立。
1 1 2 2 mv1 mv2 19 ( 1 . 85 0 . 82 ) 1 . 60 10 2 h 2 6.6 10 34 J s 1 1 1 1 8 c( ) 3 10 ( ) 10 9 1 2 300 400
1 2 h m 2 Wm 2 2
4 在做光电效应实验时，先用波长为λ1 的 激光束1，全部入射到某金属表面上，产生 光电流I1≠0，再换用波长λ2 的激光束2， 全部入射到该金属表面上，产生光电流I2≠0. 设激光束1、2的功率相同，但λ1 < λ2 ,则 饱和光电流I1m与I2m间的大小关系为I1m < I2m 。
Im n e
9.下列哪个实验证实了德布罗意关于实物 粒子具有波动性的假说？ A.黑体辐射实验 B.光电效应实验 C.康普顿效应实验 D.戴维逊-革末实验 10.关于微观粒子的测不准关系，下列说法 中正确的是 A.测不准关系反映了微观粒子的波粒二象性 B.测不准关系反映了测量仪器的缺陷 C.测不准关系反映了对微观粒子的测量方法 不完善，需要改进 D.测不准关系反映了微观粒子的能量守恒、 动量不守恒
c
2 c 1 2 h m1 Wm 1 2
10 0.2 10 3.用于康普顿散射实验中的X射线波长 0 m。