量子物理习题公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

1、不拟定关系式、不拟定关系式表示在表示在X方向上：方向上：99A）粒子位置不能拟定。）粒子位置不能拟定。B）粒子动量不能拟定。）粒子动量不能拟定。C）粒子位置和动量都不能拟定。）粒子位置和动量都不能拟定。D）粒子位置和动量不能同时拟定。）粒子位置和动量不能同时拟定。2、氢原子中处于、氢原子中处于3d量子态电子，描述其量子态四个量子量子态电子，描述其量子态四个量子数（数（n，l，ml,，ms）也许取值为：）也许取值为：993、氩（、氩（Z=18）原子基态电子组态是：）原子基态电子组态是：99近代物理学近代物理学 历年考试题历年考试题（有重复自己去掉吧；答案仅供参考）（有重复自己去掉吧；答案仅供参考）第1页第1页A、（、（1）B、（、（2）C、（、（1），（），（3）D、（、（3）E、（4）空带空带禁带禁带（1）空带空带禁带禁带（2）禁带禁带导带导带（3）空带空带禁带禁带导带导带（4）4、附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度、附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度T=0K时能带时能带结构图。其中属于绝缘体能带结构是：结构图。其中属于绝缘体能带结构是：99第2页第2页5、99依据玻尔氢原子理论，若大量氢原子处于主量子数依据玻尔氢原子理论，若大量氢原子处于主量子数n=5激发态，则跃迁辐射谱线能够有激发态，则跃迁辐射谱线能够有条，其中属于巴耳条，其中属于巴耳末系谱线有末系谱线有条。条。6、99按照原子量子理论，原子能够通过按照原子量子理论，原子能够通过和和两种辐射方式发光，而激光是由两种辐射方式发光，而激光是由方式产生。方式产生。自发辐射自发辐射受激辐射受激辐射受激辐射受激辐射第3页第3页7、当电子德布罗意波长与可见光波长、当电子德布罗意波长与可见光波长(=5500)相同时相同时，求它动能是多少电子伏特？求它动能是多少电子伏特？99（电子质量电子质量me=9.1110-31kg，普朗克常量普朗克常量h=6.6310-34J.s1eV=1.610-19J）第4页第4页8 8、0000某金属产生光电效应红限波长为某金属产生光电效应红限波长为0，今以波长为，今以波长为（0）单色光照射该金属，金属释放出电子（质量为单色光照射该金属，金属释放出电子（质量为me）动量大小为）动量大小为:9 9、0000电子显微镜中电子从静止开始通过电势差为电子显微镜中电子从静止开始通过电势差为U静电场加静电场加速后，其德布罗意波长是速后，其德布罗意波长是 0.4，则，则U约为：约为：A)150VB)330VC)630VD)940V1010、0000不拟定关系式不拟定关系式 表示在表示在X方向上：方向上：A）粒子位置不能拟定。）粒子位置不能拟定。B）粒子动量不能拟定。）粒子动量不能拟定。C）粒子位置和动量都不能拟定。）粒子位置和动量都不能拟定。D）粒子位置和动量不能同时拟定。）粒子位置和动量不能同时拟定。第5页第5页1111、0000硫化镉（硫化镉（CdS）晶体禁带宽度为）晶体禁带宽度为2.42eV，要使这种，要使这种晶体产生本征光电导，则入射到晶体上光波长不能不小于晶体产生本征光电导，则入射到晶体上光波长不能不小于:(普朗克常数普朗克常数h=6.6310-34J.s，基本电荷，基本电荷e=1.610-19C）A)650nmB)628nmC)550nmD)514nm12、00在在激光器中利用光学谐振腔：激光器中利用光学谐振腔：A）可提升激光束方向性，而不能提升激光束单色性。可提升激光束方向性，而不能提升激光束单色性。B）可提升激光束单色性，而不能提升激光束方向性。可提升激光束单色性，而不能提升激光束方向性。C）可同时提升激光束方向性和单色性。可同时提升激光束方向性和单色性。D）即不能可提升激光束方向性也不能提升其单色性。即不能可提升激光束方向性也不能提升其单色性。第6页第6页13、00已知某金属逸出功为已知某金属逸出功为A，用频率为，用频率为1 光照射该金属能产生光照射该金属能产生光电效应，则该金属红限频率光电效应，则该金属红限频率0 =且遏止电压且遏止电压14、00依据量子论，氢原子核外电子状态可由四个量子数来拟依据量子论，氢原子核外电子状态可由四个量子数来拟定，定，其中主量子数其中主量子数n可取值为可取值为，它可决定它可决定氢原子能量氢原子能量1、2、3、.15、00电子自旋磁量子数电子自旋磁量子数mS只能取只能取 和和 两个值两个值。自发辐射自发辐射 受激辐射受激辐射受激辐射受激辐射1616、0000按照原子量子理论，原子能够通过按照原子量子理论，原子能够通过 和和 两种辐射方式发光，而激光是由两种辐射方式发光，而激光是由 方式产生。方式产生。第7页第7页17、02已知粒子在一维无限深势阱中运动，其波函已知粒子在一维无限深势阱中运动，其波函数为数为:那么粒子在那么粒子在x=5a/6处出现概率密度为处出现概率密度为:18、02n型半导体中杂质原子形成局部能级（也称施主能级）型半导体中杂质原子形成局部能级（也称施主能级）在能带结构中应处于在能带结构中应处于A）满带中）满带中.B）导带中）导带中.C）禁带中）禁带中,但靠近满带顶但靠近满带顶.D）禁带中）禁带中,但靠近导带底但靠近导带底.第8页第8页20、假假如如电电子子被被限限制制在在边边界界x与与x+x之之间间，x=0.5，则则电电子子动量动量x分量不拟定量近似地为分量不拟定量近似地为_kgms(不拟定关系式不拟定关系式普朗克常量普朗克常量h=6.6310-34Js)21、在下列各组量子数空格上，填上适当数值，以便使、在下列各组量子数空格上，填上适当数值，以便使它们能够描述原子中电子状态它们能够描述原子中电子状态(1)n=2，l=_，ml=-1，(2)n=2，l=0，ml=_，(3)n=2，l=1，ml=0，ms=_10、-19、02以波长为以波长为=0.207m紫外光照射金属钯表面产生光电紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯红限频率效应，已知钯红限频率赫兹，则其遏止赫兹，则其遏止电压电压。0.99第9页第9页23、粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：、粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：(0 xa)若粒子处于若粒子处于n=1状态，它在状态，它在0a/4区间内概率是多少？区间内概率是多少？提醒：提醒：22、以波长、以波长=410nm(1nm=10-9m)单色光照射某一金属，单色光照射某一金属，产生光电子最大动能产生光电子最大动能EK=1.0eV，求能使该金属产，求能使该金属产生光电效应单色光最大波长是多少？生光电效应单色光最大波长是多少？(普朗克常量普朗克常量h=6.6310-34Js)第10页第10页设粒子运动波函数图线分别如图设粒子运动波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所表示，所表示，那么其中拟定粒子动量准确度最高波函数是哪个图？那么其中拟定粒子动量准确度最高波函数是哪个图？24、02(A)(B)(C)(D)xxxx第11页第11页E25、01某金属产生光电效应红线波长为某金属产生光电效应红线波长为0，今以波长为，今以波长为(0)单色光照射该金属，金属释放出电子单色光照射该金属，金属释放出电子(质量为质量为me）动量大小）动量大小为：为：第12页第12页DA26、01电子显微镜中电子从静止开始通过电势差为电子显微镜中电子从静止开始通过电势差为U静电场静电场加速后，其德布罗意波长为加速后，其德布罗意波长为0.4埃，则埃，则U约为：约为：(A)150V(B)330V(C)630V(D)940V27、01已知粒子在一维无限深势阱中运动已知粒子在一维无限深势阱中运动,其波函数为其波函数为:那么粒子在那么粒子在x=5a/6处出现概率密度为处出现概率密度为:第13页第13页C28.01下述说法中下述说法中,正确是正确是:(A)本本征征半半导导体体是是电电子子与与空空穴穴两两种种载载流流子子同同时时参参与与导导电电,而而杂杂质质半半导导体体只只有有一一个个载载流流子子参参与与导导电电,因因此此本本征征半半导导体体导导电电性性能比杂质半导体好能比杂质半导体好.(B)n型型半半导导体体性性能能优优于于p型型半半导导体体,因因n型型半半导导体体是是负负电电子子导导电电,p型半导体是正离子导电型半导体是正离子导电.(C)n型型半半导导体体中中杂杂质质原原子子所所形形成成局局部部能能级级靠靠近近空空带带(导导带带)底底部部,使使局局部部能能级级中中多多出出电电子子容容易易被被激激发发跃跃迁迁到到空空带带中中去去,大大大大提升了半导体导电性能提升了半导体导电性能.(D)p型半导体导电机构完全决定于满带中空穴运动型半导体导电机构完全决定于满带中空穴运动.第14页第14页30、01（3分）在下列给出条件中，哪些是产生激光条件，将分）在下列给出条件中，哪些是产生激光条件，将其标号列下：其标号列下：.（1）自发辐射）自发辐射（2）受激辐射）受激辐射（3）粒子数反转）粒子数反转（4）三能级系统）三能级系统（5）谐振腔）谐振腔29、01依据量子力学理论依据量子力学理论,氢原子中电子动量矩在外磁场氢原子中电子动量矩在外磁场方向上投影为方向上投影为,当角量子数当角量子数l=2时时,Lz也许值为也许值为.(2),(3),(4),(5)第15页第15页32、03（本题（本题3分）（分）（4632）假如电子被限制在边界假如电子被限制在边界x与与x+x之间，之间，x=0.5，则电子，则电子动量动量x分量不拟定量近似地为分量不拟定量近似地为_kgms(不拟不拟定关系式定关系式xph，普朗克常量，普朗克常量h=6.6310-34Js)33、03（本题（本题3分）（分）（4968）在下列各组量子数空格上，填上适当数值，以便使它们能够描在下列各组量子数空格上，填上适当数值，以便使它们能够描述原子中电子状态：述原子中电子状态：101.3310-2331、03（本题（本题3分）（分）（8035）光和物质互相作用产生受激辐射时，辐射光和照射光含有光和物质互相作用产生受激辐射时，辐射光和照射光含有完全相同特性，这些特性是指完全相同特性，这些特性是指_相位、频率、偏振态、传播方向相位、频率、偏振态、传播方向第16页第16页34、03（本题（本题5分）（分）（4393）以波长以波长=410nm(1nm=10-9m)单色光照射某一金属，产单色光照射某一金属，产生光电子最大动能生光电子最大动能EK=1.0eV，求能使该金属产生光电效应单，求能使该金属产生光电效应单色光最大波长是多少？色光最大波长是多少？(普朗克常量普朗克常量h=6.6310-34Js)解：设能使该金属产生光电效应单色光最大波长为解：设能使该金属产生光电效应单色光最大波长为l0由由可得可得又按题意：又按题意：得得=612nm第17页第17页35、03（本题（本题5分）（分）（4526）粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：(0 xa)若粒子处于若粒子处于n=1状态，它在状态，它在0a/4区间内概率是多少？区间内概率是多少？解：解：粒子位于粒子位于0a/4内概率为：内概率为：=0.091返回返回第18页第18页36、03（本题（本题3分）分）8023氢原子中处于氢原子中处于2p状态电子，描述其量子态四个量子数状态电子，描述其量子态四个量子数(n，l，ml，ms)也许取值为也许取值为(A)(2，2，1，-1/2）(B)(2，0，0，1/2）(C)(2，1，-1，-1/2）(D)(2，0，1，1/2）37、03（本题（本题3分）分）4789p型半导体中杂质原子所形成局部能级型半导体中杂质原子所形成局部能级(也称受主能级也称受主能级)，在，在能带结构中应处于能带结构中应处于(A)满带中满带中(B)导带中导带中(C)禁禁带中，但靠近满带顶带中，但靠近满带顶(D)禁带中，但靠近导带底禁带中，但靠近导带底CC38、03（本题（本题3分）分）4757当氢原子从某初始状态跃迁到激发能当氢原子从某初始状态跃迁到激发能(从基态到激发态所需能从基态到激发态所需能量量)为为10.19eV激发态上时，发出一个波长为激发态上时，发出一个波长为4860光子，则初始光子，则初始状态氢原子能量是状态氢原子能量是_eV0.85第19页第19页39、03（本题（本题3分）分）4963原子中电子主量子数原子中电子主量子数n=2，它也许含有状态数最多为，它也许含有状态数最多为_个个40、03（本题（本题3分）分）8034按照原子量子理论，原子能够通过按照原子量子理论，原子能够通过_两两种辐射方式发光，而激光是由种辐射方式发光，而激光是由_方式产方式产生生自发辐射和受激辐射自发辐射和受激辐射受激辐射受激辐射8 第20页第20页41、04（本题（本题3分）（分）（4244）在均匀磁场在均匀磁场B内放置一极薄金属片，其红限波长为内放置一极薄金属片，其红限波长为0今用今用单色光照射，发觉有电子放出，有些放出电子单色光照射，发觉有电子放出，有些放出电子(质量为质量为m，电，电荷绝对值为荷绝对值为e)在垂直于磁场平面内作半径为在垂直于磁场平面内作半径为R圆周运动，那末圆周运动，那末此照射光光子能量是：此照射光光子能量是：(A)(B)(C)(D)B第21页第21页42、04（本题（本题3分）分）要使处于基态氢原子受激发后能发射赖曼系要使处于基态氢原子受激发后能发射赖曼系(由激发态跃迁由激发态跃迁到基态发射各谱线构成谱线系到基态发射各谱线构成谱线系)最长波长谱线，至少应向基态最长波长谱线，至少应向基态氢原子提供能量是氢原子提供能量是(A)1.5eV(B)3.4eV(C)10.2eV(D)13.6eV43、04（本题（本题3分）分）世界上第一台激光器是世界上第一台激光器是(A)氦氖激光器氦氖激光器(B)二氧化碳激光器二氧化碳激光器(C)钕玻璃激光器钕玻璃激光器(D)红宝石激光器红宝石激光器(E)砷化镓结型激光器砷化镓结型激光器DC第22页第22页44、04（本题（本题3分）（分）（4632）假如电子被限制在边界假如电子被限制在边界x与与x+x之间，之间，x=0.5，则电子，则电子动量动量x分量不拟定量近似地为分量不拟定量近似地为_kgms(不拟不拟定关系式定关系式xph，普朗克常量，普朗克常量h=6.6310-34Js)45、04（本题3分）（4221）原子内电子量子态由n、l、ml及ms四个量子数表征当n、l、ml一定时，不同量子态数目为_；当n、l一定时，不同量子态数目为_；当n一定时，不同量子态数目为_ 46、04（本题（本题3分）（分）（4794）太阳能电池中，本征半导体锗禁带宽度是太阳能电池中，本征半导体锗禁带宽度是0.67eV，它能吸，它能吸取辐射最大波长是取辐射最大波长是_(普朗克常量普朗克常量h=6.6310-34Js，1eV=1.6010-19J)1.85104=1.85103nm21.3310-23第23页第23页解：先求粒子位置概率密度解：先求粒子位置概率密度有最大值在有最大值在0 xa范围内可得范围内可得 3分时，时，当当47、04（本题（本题5分）（分）（4430）已知粒子在无限深势阱中运动，其波函数为已知粒子在无限深势阱中运动，其波函数为(0 xa)求发觉粒子概率为最大位置求发觉粒子概率为最大位置第24页第24页49、04（本题（本题3分）（分）（4794）太阳能电池中，本征半导体锗禁带宽度是太阳能电池中，本征半导体锗禁带宽度是0.67eV，它能吸取，它能吸取辐射最大波长是辐射最大波长是_(普朗克常量普朗克常量h=6.6310-34Js，1eV=1.6010-19J)50、04（本题（本题5分）（分）（4430）已知粒子在无限深势阱中运动，其波函数为已知粒子在无限深势阱中运动，其波函数为(0 xa)求发觉粒子概率为最大位置求发觉粒子概率为最大位置第25页第25页51985198静质量为静质量为me电子，经电势差为电子，经电势差为U12静电场加速后，若静电场加速后，若 不考虑相对论效应，电子德布罗意波长不考虑相对论效应，电子德布罗意波长=5298粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为:若粒子处于若粒子处于n=1状态，在状态，在0a/4区间发觉该粒子几率区间发觉该粒子几率是多少？是多少？第26页第26页5398氢原子部分能级跃迁示意如图，在这些能级跃迁中，氢原子部分能级跃迁示意如图，在这些能级跃迁中，1）从）从n=能级跃迁到能级跃迁到n=能级时所发射能级时所发射光子波长最短；光子波长最短；5498依据量子力学理论，氢原子中电子动量矩在外磁场方向依据量子力学理论，氢原子中电子动量矩在外磁场方向上投影为上投影为LZ =mL，当角量子数当角量子数l=2 时，时，LZ 也许取值也许取值为为2）从从n=能级跃迁到能级跃迁到n=能级时所发射能级时所发射光子频率最小。光子频率最小。4134第27页第27页5598氢原子氢原子L壳层内，电子也许含有量子数（壳层内，电子也许含有量子数（n，l，ml,，ms）是：是：56、已知电子静能为、已知电子静能为0.511MeV，若电子动能为，若电子动能为0.25MeV，则则它所增长质量它所增长质量m 与静止质量与静止质量m0 比值近似为比值近似为A）0.1B）0.2C）0.5D）0.9第28页第28页