大學物理:19 波粒二象性習題詳解_第1頁
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文檔簡介

1、習題八一、選擇題1求溫度為27時,對應于方均根速率的氧氣分子的德布羅意波長為 。(A);(B);(C);(D)。答案: D解:理想氣體分子的方均根速率。對應的氧分子的德布羅意波長。2如果電子顯微鏡的加速電壓為40kV,則經過這一電壓加速的電子的德布羅意波長為 。(A);(B);(C);(D)答案:B解:經過電壓U加速后,電子動能為,所以速度 根據德布羅意公式,此時電子波的波長為3氦氖激光器所發紅光波長l = 632.8 nm,譜線寬度Dl=10-9 nm,利用不確定關系,求當這種光子沿x方向傳播時,它的x坐標的不確定量是 。(A)42.56km; (B)31.87km;(C)39.65km;(

2、D)25.37km。答案:B解:光子具有二象性,所以也應滿足不確定關系。由,求微分取微元得:。將此式代入不確定關系式,可得4動能為1.0 eV的電子的德布羅意波的波長為 。(A)2.15nm; (B)3.26nm; (C)1.23nm; (D)2.76nm。答案:C解:電子的靜能 ,可見其動能,故有,則其德布羅意波長為。5已知地球跟金星的大小差不多,金星的平均溫度約為773 K,地球的平均溫度約為293 K。若把它們看作是理想黑體,這兩個星體向空間輻射的能量之比為。(A)32.6; (B)52.7;(C)26.3;(D)48.4。答案:D解:由斯特藩一玻耳茲曼定律可知,這兩個星體輻射能量之比為

3、二、填空題1測定核的某一確定狀態的能量不準確量為,則這個狀態的最短壽命是 秒。答案: 解:根據不確定關系:, 得。 2鉀的截止頻率為4.62 1014 Hz,今以波長為435.8 nm的光照射,則鉀放出的光電子的初速度為 。答案:。解:根據愛因斯坦光電效應方程其中可得電子的初速度(由于逸出金屬的電子其速度,故式中取電子的靜止質量)。3用波長為的單色光照射某光電管陰極時,測得光電子的最大動能為;用波長為的單色光照射時,測得光電子的最大動能為。若,則 。(填)答案:解:對同一光電管的陰極材料,其逸出功與入射光的頻率等無關,是個常數。根據愛因斯坦光電方程,有。因,故,而,所以。4入射的X射線光子的能

4、量為0.60 MeV,被自由電子散射后波長變化了20%,則反沖電子的動能為MeV。答案:0.10MeV解:由題意知,。入射光子能量;散射光子能量。設反沖電子動能為EK,根據能量守恒得 5在康普頓效應中,入射光子的波長為,反沖電子的速度為光速的60,求散射光子的波長 nm;散射角 。答案:(1);(2)。解:根據能量守恒,相對論質速關系以及康普頓散射公式有(1)(2)(3)由式(1)和式(2)可得散射光子的波長;將l 值代入式(3),得散射角三、計算題1一質量為40g的子彈以1. 0 103 m/s的速率飛行,求:(1)其德布羅意波的波長;(2)若子彈位置的不確定量為0.10 mm,利用關系,求

5、其速率的不確定量。答案:(1);(2)。解:(1)子彈的德布羅意波長為;(2)由不確定關系式以及可得子彈速率的不確定量為2圖為某種金屬的光電效應實驗曲線。試根據圖中所給資料求出普朗克常數和該金屬材料的逸出功。答案:(1); (2)。解:(1)由愛因斯坦光電效應方程和 ,得:對照實驗曲線,普朗克常數為:(2)該金屬材料的逸出功為:3金屬鉀的逸出功為2.00eV,求:(1)光電效應的紅限頻率和紅限波長;(2)如果入射光波長為300nm,求遏止電壓。答案:(1),;(2)。解:(1)已知逸出功為A=2.00eV,則紅限頻率和波長分別為(2)入射光頻率為由光電效應方程,光電子的最大動能剛好能克服遏止電

6、壓做功而形成光電流,因此有關系式比較以上兩式,可得4波長l0 = 0.01nm的X射線與靜止的自由電子碰撞。在與入射方向成90角的方向上觀察時,散射X 射線的波長多大?反沖電子的動能和動量(并算出方向q)?答案:(1);(2);(3),。解:將代入康普頓散射公式得,由此得康普頓散射波長為對于反沖電子,根據能量守恒,它所獲得的動能EK就等于入射光子損失的能量,即計算電子的動量,可參看圖,其中Pe為電子碰撞后的動量。根據動量守恒,有,兩式平方相加并開方,得;,。5康普頓實驗中,當能量為0.5MeV的X射線射中一個電子時,該電子獲得0.10MeV的動能。假設原電子是靜止的,求(1)散射光的波長l1;(2)散

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