大学物理习题集（下）(10)

(C) 250cm .

p (D) 500cm .

3. 如图25.1所示,一束动量为p的电子,通过缝宽为aa d ?0 的狭缝,在距离狭缝为L处放置一荧光屏，屏上衍射图样中央最大的宽度d等于:

L (A) 2a2/L.

图25.1 (B) 2ha /p. (C) 2ha /(Lp). (D) 2Lh /(ap).

4. 静止质量不为零的微观粒子作高速运动，这时粒子物质波波长?与速度v有如下关系：

(A) ??1v2?1c2.

(B) ? ? 1/v. (C) ? ? v.

(D) ??c?v.

5. 关于不确定关系?x?p≥?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) (3)、(4). (C) (2)、(4). (D) (4)、(1). 二、填空题

1. 氢原子在温度为300K时,其方均根速率所对应的德布罗意波长是 ；质量为m =10?3kg,速度v=1m/s运动的小球的德布罗意波长是 .

2. 电子的康普顿波长为?c=h/(mec)(其中me为电子静止质量, c为光速, h为普朗克恒量). 当电子的动能等于它的静止能量时，它的德布罗意波长?= ?c .

3. 在电子单缝衍射实验中，若缝宽为a = 0.1nm，电子束垂直射在单缝上，则衍射的电子横向动量的最小不确定量?py = N·s .

三、计算题

1. ? 粒子在磁感应强度为B=0.025T的均匀磁场中沿半径为R=0.83cm的圆形轨道上运动. (1)试计算其德布罗意波长(? 粒子的质量m?=6.64?10?27kg)；

(2)若使质量m=0.1g的小球以与?粒子相同的速率运动，则其波长为多少. 2. 质量为me的电子被电势差U12=106V的电场加速.

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22(1)如果考虑相对论效应,计算其德布罗意波的波长?0；

(2)若不考虑相对论,计算其德布罗意波的波长?.其相对误差(???0)/?0是多少？

练习二十六 氢原子理论 薛定谔方程

一、选择题

1. 已知氢原子从基态激发到某一定态所需能量为10.19eV，若氢原子从能量为?0.85eV的状态跃迁到上述定态时，所发射的光子的能量为

(A) 2.56eV. (B) 3.41eV. (C) 4.25eV. (D) 9.95eV.

2. 氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的谱线用λ1表示，其次波长用λ2表示，则它们的比值λ1/λ2为

(A) 9/8. (B) 19/9. (C) 27/20. (D) 20/27.

3. 根据氢原子理论，氢原子在n =5的轨道上的动量矩与在第一激发态的轨道动量矩之比为:

(A) 5/2. (B) 5/3. (C) 5/4. (D) 5.

4. 将波函数在空间各点的振幅同时增大D倍，则粒子在空间的分布几率将 (A) 增大D2.倍 (B) 增大2D.倍

(C) 增大D.倍 (D) 不变.

5. 一维无限深势阱中，已知势阱宽度为a . 应用不确定关系估计势阱中质量为m的粒子的零点能量为:

(A) ?/(ma2) (B) ?2/(2ma2) (C) ?2/(2ma). (D) ?/(2ma2).

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二、填空题

1. 图26.1所示为被激发的氢原子跃迁到低能级时的能级图（图中E1不是基态能级），其发出的波长分别为?1、?2和?3，其频率ν1、ν2和ν3的关系等式是 ；三个波长的关系等式是 .

足的条件是 ，其归一化条件是 .

3. 粒子在一维无限深势阱中运动（势阱宽度为a），其波函数为

λ1 λ2 λ3 E3 E2 E1

图26.1

2. 设描述微观粒子运动的波函数为?(r, t)，则??﹡表示 ，?(r, t)须满

?(x)=

2asin3?xa . (0 < x < a )

粒子出现的概率最大的各个位置是x = .

三、计算题

1. 当氢原子从某初始状态跃迁到激发能为?E = 10.19eV的状态时，发射出光子的波长是? = 486nm，试求该初始状态的能量和主量子数.

2.一粒子被限制在相距为l的两个不可穿透的壁之间，如图26.2所示. 描写粒子状态的波函数为? = cx ( l ?x)，其中c为待定常量，求在0~ l/3区间发现粒子的概率.

练习二十七 近代物理习题课

一、选择题

1. 如图27.1所示,一维势阱中的粒子可以有若干能态,如果势阱的宽度L缓慢地减小，则

(A) 每个能级的能量减小. (B) 能级数增加.

(C) 每个能级的能量保持不变. (D) 相邻能级间的能量差增加.

2. 根据量子力学原理，氢原子中电子绕核运动动量矩的最小值为 (A)

x O l/3 l 图26.2

L 图27.1

2?.

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(B) ?. (C) ? /2. (D) 0.

3. 按氢原子理论，当大量氢原子处于n =4的激发态时，原子跃迁将发出： (A) 三种波长的光. (B) 四种波长的光.

(C) 五种波长的光. (D) 六种波长的光.

4. 设某微观粒子运动时的能量是静止能量得k倍,则其运动速度的大小为 (A) c/(k?1). (B) c1?k/k. (C) ck?1/k. (D) ck?k?2?/(k+1).

5. 把表面洁净的紫铜块、黑铁块和白铝块放入同一恒温炉膛中加热达到热平衡. 炉中这三块金属对某红光的单色辐出度(单色发射本领)和单色吸收比(单色吸收率)之比依次用M1/a1、M2/a2和 M3/a3表示,则有

(A) M1/a1>M2/a2>M3/a3. (B) M1/a1=M2/a2=M3/a3. (C) M3/a3>M2/a2>M1/a1. (D) M2/a2>M1/a1>M3/a3.

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二、填空题

1. 氢原子基态的电离能是 eV. 电离能为0.544eV的激发态氢原子，其电子处在n = 的轨道上运动.

2. 分别以频率ν1、ν2的单色光照射某一光电管,若ν1>ν2(ν1、ν2均大于红限频率ν0),则当两种频率的入射光的光强相同时,所产生的光电子的最大初动能E1 E2(填<、=、>),为阻止光电子到达阳极,所加的遏止电压?Ua1? ?Ua1?(填<、=、>),所产生的饱和光电流IS1 IS2(填<、=、>).

3. 夜间地面降温主要是由于地面的热辐射.如果晴天夜里地面的温度为27℃,按黑体辐射计算,1m2地面散失热量的速率为 .

三、计算题

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1. 氢原子光谱的巴耳末线系中，有一光谱线的波长为λ = 434nm，试求： (1) 与这一谱线相应的光子能量为多少电子伏特.

(2) 该谱线是氢原子由能级En跃迁到能级Ek产生的，n和k各为多少.

(3) 最高能级为E5的大量氢原子，最多可以发射几个线系，共几条谱线(不必计算波长值). 请在氢原子能级图中表示出来，并说明波长最短的是哪条谱线.

2.铀核的线度为7.2×10?15m.试用不确定关系估算核中?粒子(m?=6.7×10?27kg)的动量值和动能值.

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