大学物理量子物理试题及答案

电气系\计算机系\詹班 《大学物理》（量子物理基础）作业 6

一 选择题

1. 以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示，满足题意的图是

［ B ］

2. 用X 射线照射物质时，可以观察到康普顿效应，即在偏离入射光的各个方向上观察到散射光，这种散射光中 (A)只包含有与入射光波长相同的成分。 (B)

既有与入射光波长相同的成分，也有波长变长的成分，波长的变化只与散射方向有关，与散射物质无关。 (C)

既有与入射光相同的成分，也有波长变长的成分和波长变短的成分，波长的变化既与散射方向有关，也与散射物质有关。 (D)只包含着波长变长的成分，其波长的变化只与散射物质有关，与散射方向无关。 ［ B ］

3. 关于不确定关系η≥∆∆x p x ()2/(π=h η)，有以下几种理解：

(1) 粒子的动量不可能确定．

(2) 粒子的坐标不可能确定．

(3) 粒子的动量和坐标不可能同时准确地确定．

(4) 不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子．

其中正确的是：

(A) (1)，(2). (B) (2)，(4). (C) (3)，(4). (D) (4)，(1).

［ C ］

二 填空题

1．当波长为300 nm （1 nm=10－9m ）的光照射在某金属表面时，产生的光电子动能范围为0 ～ ×10－19 J 。此金属的遏止电压为｜U a ｜= V ；红限频率ν0= ×1014 Hz 。 【解】由于光电子的最大初动能为J m 192m 100.4v 2

1-⨯=， 由光电效应方程A m h +=2

m v 2

1ν，所以红限频率 2．在康普顿散射实验中，当出射光子与入射光子方向成夹角θ= π 时，光子的频率减小得最多；当θ= 0 时，光子的频率保持不变。 解：2020.024sin 2θ

λλλ∆=-=⨯

3．氢原子的部分能级跃迁示意如图，在这些能级跃迁中，

（1）从n= 4 的能级跃迁到n= 1 的能级时所发射的光子的波长最短；

（2）从n= 4 的能级跃迁到n= 3 的能级时所发射的光子的频率最小。

n=4

n=3

n=2

n=1

三 计算题

1．用波长λ0=1?的X 射线做康普顿散射实验。求

（1）散射角φ=90°的康普顿散射波长是多少?，

（2）在（1）中情况下的反冲电子获得的动能是多少eV 。（h=×10－34 J ·S ，电子静止质量m e =×10－31Kg ）

【解】

（1）由于nm c 0024.045sin 104.222

sin 22320=⨯⨯⨯==-=∆-οϕλλλλ

（2）根据能量守恒定律有 则 eV J hc hc hc

h h c m mc E e K 2911066.41700022=⨯=∆=-=-=-=-λλλλλν

ν

2．实验发现基态氢原子可以吸收能量为的光子。

（1）氢原子吸收该光子后将被激发到哪个能级？

（2）受激发的氢原子向低能级跃迁时，可能发出哪几条谱线？请定性画出能级图，并将这些跃迁画在能级图上。

解：

1122

1,12.7513.6(1)4

6E h E n n n ν=-=⋅-=由得:可能发出如图示的条谱线：

n=1