大学物理自测题下(黄皮书)近代物理要点及详细答案.ppt

量子物理量子物理自测题自测题1.1.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：意的图是：1.光的频率不光的频率不2.变，则每个变，则每个入入3.射光子的能射光子的能量量4.不变。增加不变。增加光光5.强则入射光强则入射光子子6.个数增加，个数增加，相相7.应地出射电应地出射电子子8.的数目增多，的数目增多，9.饱和电流变饱和电流变大。大。2.遏制电压不变。遏制电压不变。2.2.以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流的曲以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流的曲线如图中实线所示，然后在光强度不变的条件下增大照射光的线如图中实线所示，然后在光强度不变的条件下增大照射光的频率测出其光电流的曲线如图中虚线所示满足题意的图是频率测出其光电流的曲线如图中虚线所示满足题意的图是1.频率增加则每频率增加则每个出射电子的能个出射电子的能量增加，故遏制量增加，故遏制电压增加。电压增加。2.光强不变，每光强不变，每个入射光子的能个入射光子的能量增加，则入射量增加，则入射光子数目减少，光子数目减少，相应出射电子数相应出射电子数目减少，饱和电目减少，饱和电流减小。流减小。3.3.在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60%，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的则因散射使电子获得的能量是其静止能量的(A)2倍倍 (B)1.5倍倍 (C)0.5倍倍 (D)0.25倍倍 由由能量守恒能量守恒:由由动量守恒动量守恒:4.4.用用强强度度为为I，波波长长为为的的x射射线线(伦伦琴琴射射线线)分分别别照照射射锂锂(Z=3)和和铁铁(Z=26)，若若在在同同一一散散射射角角下下测测得得康康普普顿顿散散射射的的x射射线线波波长长分分别别为为Li和和Fe(Li，Fe)，它它们们对对应应的的强强度度分分别别为为ILi和和IFe，则，则看下一页的具体说明看下一页的具体说明(A)，(D)5.石石墨墨的的康康普普顿顿效效应应.(a)(b)(c)(d)(埃埃)0.7000.7501.散射散射X射线的波长中射线的波长中有两个峰值有两个峰值与散射角与散射角 有关有关3.不同散射物质，不同散射物质，在同一散射角下波在同一散射角下波长的改变相同。长的改变相同。4.波长为波长为 的散射光强的散射光强度随散射物质原子序度随散射物质原子序数的增加而减小。数的增加而减小。实验规律实验规律5.5.光光电电效效应应和和康康普普顿顿效效应应都都包包含含有有电电子子与与光光子子的的相相互互作作用用过过程程对此，在以下几种理解中，正确的是对此，在以下几种理解中，正确的是(A)(A)两两种种效效应应中中电电子子与与光光子子两两者者组组成成的的系系统统都都服服从从动动量量守守恒恒定定律律和能量守恒定律和能量守恒定律(B)(B)两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程(C)(C)两种效应都属于电子吸收光子的过程两种效应都属于电子吸收光子的过程(D)(D)光光电电效效应应是是吸吸收收光光子子的的过过程程，而而康康普普顿顿效效应应则则相相当当于于光光子子和和电子的弹性碰撞过程电子的弹性碰撞过程光电效应是指光电效应是指射线与整个原子发生（包括原子内的电子云）相射线与整个原子发生（包括原子内的电子云）相互作用从而导致被介质吸收并放出一个电子的过程。所以互作用从而导致被介质吸收并放出一个电子的过程。所以电子电子和光子两者组成的系统和光子两者组成的系统不满足能量，动量守恒。不满足能量，动量守恒。但是康普顿效应中但是康普顿效应中电子和光子以及反冲原子三者组成的系统是电子和光子以及反冲原子三者组成的系统是满足能量和动量守恒的。满足能量和动量守恒的。7.6.由由氢氢原原子子理理论论知知，当当大大量量氢氢原原子子处处于于n=3的的激激发发态态时时，原原子跃迁将发出：子跃迁将发出：(A)一种波长的光一种波长的光(B)两种波长的光两种波长的光(C)三种波长的光三种波长的光(D)连续光谱连续光谱 n=1n=2n=37.若用里德伯恒量表示氢原子光谱的最短波长，则可写成若用里德伯恒量表示氢原子光谱的最短波长，则可写成(A)(D)(C)(B)8.8.根根据据玻玻尔尔的的理理论论，氢氢原原子子在在n=5轨轨道道上上的的动动量量矩矩与与在在第第一一激发态的轨道动量矩之比为激发态的轨道动量矩之比为(A)52 (B)53(C)54 (D)59.氢氢原原子子从从能能量量为为-0.85eV的的状状态态跃跃迁迁到到激激发发能能(从从基基态态到到激激发发态态所所需需的的能能量量)为为10.19eV的的状状态态时时，所所发发射射的的光光子子的能量为的能量为(A)2.56eV (B)3.41eV (C)4.25 Ev (D)9.95eV 10.19eV-13.6eV-3.41eV-0.85eV?9.10.一个氢原子处于主量子数一个氢原子处于主量子数n=3的状态，那么此氢原子的状态，那么此氢原子 (A)能够吸收一个红外光子；能够吸收一个红外光子；(B)能够发射一个红外光子；能够发射一个红外光子；(C)能够吸收也能够发射一个红外光子；能够吸收也能够发射一个红外光子；(D)不能够吸收也不能够发射一个红外光子不能够吸收也不能够发射一个红外光子32110.11.如如图图所所示示，一一束束动动量量为为P的的电电子子，通通过过缝缝宽宽为为a的的狭狭缝缝，在在距距离离狭狭缝缝为为R处处放放置置一一荧荧光光屏屏，屏屏上上衍衍射射图图样样中中央最大的宽度等于央最大的宽度等于(A)(D)(C)(B)11.12.电电子子显显微微镜镜中中的的电电子子从从静静止止开开始始通通过过电电势势差差为为U的的静静电电场场加速后，其德布罗意波长是加速后，其德布罗意波长是0.4，则，则U约为约为(A)150V (B)330V (C)630V (D)940V(普朗克常量普朗克常量h=6.6310-34SI)12.13.若若 粒子在磁感应强度为粒子在磁感应强度为B的均匀磁场中沿半径为的均匀磁场中沿半径为R的圆形的圆形轨道运动，则粒子的德布罗意波长是轨道运动，则粒子的德布罗意波长是(A)(B)(B)(C)(D)14.将将波波函函数数在在空空间间各各点点的的振振幅幅同同时时增增大大D倍倍，则则粒粒子子在在空空间的分布几率将：间的分布几率将：(A)增大增大D2倍；倍；(B)增大增大2D倍；倍；(C)增大增大D倍；倍；(D)不变。不变。归一化条件归一化条件13.15.设设粒粒子子运运动动的的波波函函数数图图线线分分别别如如图图所所示示，那那么么其其中中确确定定粒粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图？子动量的精确度最高的波函数是哪个图？(A)(B)(C)(D)不确定关系不确定关系14.17.直接证实了电子自旋存在的最早的实验之一是：直接证实了电子自旋存在的最早的实验之一是：(A)康普顿实验；康普顿实验；(B)卢瑟福实验；卢瑟福实验；(C)戴维逊一革末实验；戴维逊一革末实验；(D)斯特恩一盖拉赫实验。斯特恩一盖拉赫实验。16.已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：那么粒子在那么粒子在 x=5a/6 处出现的几率密度为：处出现的几率密度为：(A)1/(2a)；(B)1/a；(C)；(D)。几率密度为几率密度为电子衍射实验电子衍射实验粒子散射粒子散射Ag原子通过磁场分为两束原子通过磁场分为两束15.*18.氩氩(Z=18)原子基态的电子组态是：原子基态的电子组态是：(A)；(B)；(C)；(D)。16.*19.在氢原子在氢原子L壳层中，电子可能具有的量子数壳层中，电子可能具有的量子数 (A)；(B)；(C)；(D)。量子态数，简并度量子态数，简并度17.1.频率为频率为100MHz的一个光子的能量是的一个光子的能量是_，动量的，动量的大小是大小是_。(普朗克常量普朗克常量 )2.在光电效应中，当频率为在光电效应中，当频率为 Hz的单色光照射在逸出功的单色光照射在逸出功为为4.0eV的金属表面时，金属中逸出的光电子的最大速率为的金属表面时，金属中逸出的光电子的最大速率为_ (普朗克常量普朗克常量 ，电子质量，电子质量 )。二、填空题二、填空题18.3.康普顿散射中，当出射光子与入射光子方向成夹角康普顿散射中，当出射光子与入射光子方向成夹角 =_时，光子的频率减少得最多；当时，光子的频率减少得最多；当=_时，时，光子的频率保持不变。光子的频率保持不变。4.在康普顿散射中，若入射光子与散射光子的波长分别在康普顿散射中，若入射光子与散射光子的波长分别为为 和和 ，则反冲电子获得的动能，则反冲电子获得的动能Ek=_。19.5.氢原子中电子从的激发态氢原子中电子从的激发态 n=3 被电离出去，需要的能量被电离出去，需要的能量为为_eV。36.根据玻尔氢原子理论，若大量氢原子处于主量子数根据玻尔氢原子理论，若大量氢原子处于主量子数 n=5 的的激发态，则跃迁辐射的谱线可以有激发态，则跃迁辐射的谱线可以有_条，其中属于巴耳条，其中属于巴耳末系的谱线有末系的谱线有_条。条。12345巴耳末系巴耳末系20.8.基态氢原子的能量为基态氢原子的能量为-13.6eV，当基态氢原子被，当基态氢原子被12.09eV的的光子激发后，其电子的轨道半径将增加到玻尔半径的光子激发后，其电子的轨道半径将增加到玻尔半径的_倍。倍。7.要使处于基态的氢原子受激发后能辐射氢原子光谱中波长要使处于基态的氢原子受激发后能辐射氢原子光谱中波长最短的光谱线，最少需向氢原子提供最短的光谱线，最少需向氢原子提供_eV的能量。的能量。121.9.图示被激发的氢原子跃迁到低能级时，可发出波长为图示被激发的氢原子跃迁到低能级时，可发出波长为 的辐射，其频率的辐射，其频率 和和 的关系等式的关系等式 是是_ ；三个波长的关系等式是；三个波长的关系等式是_。22.10.按照玻尔理论，移去处于基态的按照玻尔理论，移去处于基态的He+中的电子所需的中的电子所需的 能量为能量为eV。第第n轨道电子总能量：轨道电子总能量：量子化条件：量子化条件：基态基态能量能量(电离能电离能)23.11.运动速率等于在运动速率等于在300K时方均根速率的氢原子的德布罗意波长时方均根速率的氢原子的德布罗意波长是是_，质量为，质量为 ，以速度，以速度 运动的小球的德布罗运动的小球的德布罗意波长是意波长是_。(普朗克常量为普朗克常量为 ，玻耳兹曼常量，玻耳兹曼常量 ，氢原子质量，氢原子质量 )。24.12.如果电子被限制在边界如果电子被限制在边界x与与 之间，之间，则电，则电子动量子动量x分量的不确定量近似地为分量的不确定量近似地为_kg.m/s。(不确定不确定关系式关系式 ，）。）。25.13.设描述微观粒子运动的波函数为设描述微观粒子运动的波函数为 ，则，则 表示表示 _；须满足须满足 的条件是的条件是_；其归一化条件是；其归一化条件是_。14.德布罗意波的波函数与经典波的波函数的本质区别是：德布罗意波的波函数与经典波的波函数的本质区别是：_ _。15.1921年施特恩和盖拉赫在实验中发现：一束处于年施特恩和盖拉赫在实验中发现：一束处于s态的原子态的原子射线在非均匀磁场中分裂为两束。对于这种分裂用电子轨道运射线在非均匀磁场中分裂为两束。对于这种分裂用电子轨道运动的角动量空间取向量子化难于解释，只能用动的角动量空间取向量子化难于解释，只能用_来解释。来解释。粒子在粒子在t时刻在时刻在(x,y,z)处出现的几率密度处出现的几率密度单值、有限、连续单值、有限、连续德布罗意波是几率波，波函数不表示某实在物理量在空间德布罗意波是几率波，波函数不表示某实在物理量在空间 的波动，其振幅无实在的物理意义的波动，其振幅无实在的物理意义 电子自旋角动量电子自旋角动量 的空间取向量子化的空间取向量子化 26.16.原子中电子的主量子数原子中电子的主量子数n=2，它可能具有的状态数最多为，它可能具有的状态数最多为 _个。个。17.主量子数主量子数n=4的量子态中，角量子数的量子态中，角量子数 l 的可能取值的可能取值_；磁量子数磁量子数 ml 的可能取值为的可能取值为_。18.根据量子理论，氢原子中电子的动量矩为根据量子理论，氢原子中电子的动量矩为 ，当主量子数当主量子数 n=3 时，电子动量矩的可能取值为时，电子动量矩的可能取值为_。19.原子内电子的量子态由原子内电子的量子态由n、l、ml、ms 四个量子数表征。当四个量子数表征。当n、l、ml 一定时，不同量子态数目为一定时，不同量子态数目为_；当；当n、l一定时，一定时，不同的量子态数目为不同的量子态数目为_；当；当n一定时，不同的量子态一定时，不同的量子态数目为数目为_。27.20.泡利不相容原理的内容是泡利不相容原理的内容是_ _。23.玻尔氢原子理论中，电子轨道角动量最小值为玻尔氢原子理论中，电子轨道角动量最小值为 _，而，而量子力学理论中，电子轨道角动量最小值为量子力学理论中，电子轨道角动量最小值为_，实验证明，实验证明 _理论的结果是正确的。理论的结果是正确的。_。24.多电子原子中，电子的排列遵循多电子原子中，电子的排列遵循_和和21.在主量子数在主量子数n=2，自旋磁量子数，自旋磁量子数ms=1/2的量子态中，能够填的量子态中，能够填充的最大电子数是充的最大电子数是_。泡利不相容原理泡利不相容原理能量最小原理能量最小原理量子力学量子力学*22.钴钴(Z=27)有两个电子在有两个电子在4s态，没有其它态，没有其它n4的电子，则在的电子，则在3d态的电子可有态的电子可有_个。个。电子组态：电子组态：一个原子内部不能有两个或两个一个原子内部不能有两个或两个以上的电子处于完全相同的量子态以上的电子处于完全相同的量子态28.