大学物理12近代物理一解答.pptx

第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）1设已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子设已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子 的最大动能是的最大动能是 1.2 eV，而钠的红限波长是，而钠的红限波长是5400 A0，那么入射光的波长是，那么入射光的波长是 (A)5350 A0 (B)5000 A0 (C)4350 A0 (D)3550 A0 一、选择题一、选择题 由光电方程由光电方程 当当 时可得红限波长满足时可得红限波长满足 所以由光电方程可得入射光的波长：所以由光电方程可得入射光的波长：第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）2已在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光已在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光 速的速的60，则因散射使电子获得的能量是其静止，则因散射使电子获得的能量是其静止 能量的能量的 (A)2倍倍 (B)1.5倍倍 (C)0.5倍倍 (D)0.25倍倍 散射前后电子能量分别为散射前后电子能量分别为 和和 散射前后电子获得的能量为：散射前后电子获得的能量为：第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）3将所谓将所谓“黑体黑体”是指的这样的一种物体，即是指的这样的一种物体，即 (A)不能反射任何可见光的物体不能反射任何可见光的物体 (B)不能发射任何电磁辐射的物体不能发射任何电磁辐射的物体 (C)能够全部吸收外来的任何电磁辐射的物体能够全部吸收外来的任何电磁辐射的物体 (D)完全不透明的物体完全不透明的物体 第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）4粒关于不确定关系粒关于不确定关系 (，），），有以下几种理解：有以下几种理解：(1)粒子的动量不可能确定粒子的动量不可能确定 (2)粒子的坐标不可能确定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，也适用不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用 于其它粒子于其它粒子 其中正确的是：其中正确的是：(A)(1)，(2).(B)(2)，(4).(C)(3)，(4).(D)(4)，(1).第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）5.一矩波长一矩波长=5000 A0 的光沿的光沿x轴正向传播，若光轴正向传播，若光 的波长的不确定量的波长的不确定量 =10-3 A0，则利用不确定，则利用不确定 关系式关系式 ，可得光子的可得光子的x坐标的不确定量坐标的不确定量 至少为至少为 (A)25 cm (B)50 cm (C)250 cm (D)500 cm 由德布罗意假设由德布罗意假设两边微分得：两边微分得：第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）二、填空题二、填空题 1.设光子波长为设光子波长为，则其能量，则其能量=_；动量；动量 的大小的大小=_；质量；质量=_ 由德布罗意假设由德布罗意假设能量：能量：动量：动量：质量：质量：第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）2某一波长的某一波长的X光经物质散射后，其散射光中包含光经物质散射后，其散射光中包含 波长波长_和波长和波长_的两种成分，的两种成分，其中其中_的散射成分称为康普顿散射的散射成分称为康普顿散射不变不变变长变长波长变长波长变长 3.波波普朗克的量子假说是为了解释普朗克的量子假说是为了解释_ 的实验规律而提出来的它的基本思想是的实验规律而提出来的它的基本思想是 _ _ _ _.黑体辐射黑体辐射认为黑体腔壁由许多带电简谐振子组成，认为黑体腔壁由许多带电简谐振子组成，是能量子是能量子h 的整数倍的整数倍 每个振子辐射和吸收的能量值是不连续的每个振子辐射和吸收的能量值是不连续的第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）4.氢原子的运动速率等于它在氢原子的运动速率等于它在300 K时的方均根速率时的方均根速率 时，它的德布罗意波长是时，它的德布罗意波长是_质量为质量为M =1 g，以速度，以速度 1 cms-1运动的小球的德布罗意波长运动的小球的德布罗意波长 是是_(普朗克常量为普朗克常量为h=6.6310-34 Js，玻尔兹曼常量，玻尔兹曼常量k=1.3810-23 JK-1，氢原子质量氢原子质量mH=1.6710-27 kg)由德布罗意假设有由德布罗意假设有6.6310-19 A0 1.45 A0第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）5.根据如果电子被限制在边界根据如果电子被限制在边界x与与x+x之之 间，间，则电子动量，则电子动量x分量的不确定量分量的不确定量 近似地为近似地为_kgms (不确定关系式不确定关系式 ，普朗克常量普朗克常量h=6.6310-34 Js)第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）三、计算题三、计算题解：解：1图中所示为在一次光电效应实验图中所示为在一次光电效应实验 中得出的曲线中得出的曲线 (1)求证：对不同材料的金属，求证：对不同材料的金属，AB线的斜率相同线的斜率相同 (2)由图上数据求出普朗克恒量由图上数据求出普朗克恒量h (基本电荷基本电荷e=1.6010-19 C)图中图中 为截止电势差，所以为截止电势差，所以所以由光电方程得所以由光电方程得即即(恒量恒量)=6.410-34 Js 第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）2将用波长将用波长 0=1 A0的光子做康普顿实验的光子做康普顿实验 (1)散射角散射角 90的康普顿散射波长是多少？的康普顿散射波长是多少？(2)反冲电子获得的动能有多大？反冲电子获得的动能有多大？(普朗克常量普朗克常量h=6.6310-34 Js，电子静止质量电子静止质量 me=9.1110-31 kg)解：解：(1)康普顿散射光子波长改变：康普顿散射光子波长改变：=0.02410-10 m=1.02410-10 m（2）散射过程中能量守恒：）散射过程中能量守恒：反冲电子获得动能：反冲电子获得动能：即即=4.6610-17 J=291 eV第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）3一维一维光电管的阴极用逸出功为光电管的阴极用逸出功为A=2.2 eV的金属制的金属制 成，今用一单色光照射此光电管，阴极发射出光成，今用一单色光照射此光电管，阴极发射出光 电子，测得遏止电势差为电子，测得遏止电势差为|Ua|=5.0 V，试求：，试求：(1)光电管阴极金属的光电效应红限波长；光电管阴极金属的光电效应红限波长；(2)入射光波长入射光波长（普朗克常量（普朗克常量h=6.6310-34 Js，基本电荷基本电荷e=1.610-19 C）解：解：（1）由光电方程）由光电方程 ：即红限波长为即红限波长为 当当 时可得红限波长满足时可得红限波长满足 =5.6510-7 m=565 nm （2）由光电方程和）由光电方程和 可得：可得：=173 nm 第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）解：解：4.一一 粒子在磁感应强度为粒子在磁感应强度为B=0.025 T的均匀磁场的均匀磁场 中沿半径为中沿半径为R=0.83 cm的圆形轨道运动的圆形轨道运动 (1)试计算其德布罗意波长试计算其德布罗意波长 (2)若使质量若使质量m=0.1 g的小球以与的小球以与 粒子相同的粒子相同的 速率运动则其波长为多少？速率运动则其波长为多少？(粒子的质量粒子的质量m=6.6410-27 kg，普朗克常量，普朗克常量h =6.6310-34 Js，基本电荷，基本电荷e=1.6010-19 C)粒子受磁场力作用作圆周运动粒子受磁场力作用作圆周运动(1)(1)德布罗意公式：德布罗意公式：又又第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）=6.6410=6.6410-34-34 m m(2)若使质量若使质量m=0.1 g的小球以与的小球以与 粒子相同的速率运动粒子相同的速率运动 则其波长为多少？则其波长为多少？对小球的波长：对小球的波长：对对 粒子的波长：粒子的波长：所以有：所以有：第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）5.一质量为一质量为me的电子被电势差的电子被电势差U12=100 kV的电场加的电场加 速，如果考虑相对论效应，试计算其德布罗意波速，如果考虑相对论效应，试计算其德布罗意波 的波长若不用相对论计算，则相对误差是多的波长若不用相对论计算，则相对误差是多 少？少？(电子静止质量电子静止质量me=9.1110-31 kg，普朗克常，普朗克常 量量 h=6.6310-34 Js，基本电荷，基本电荷e=1.6010-19 C)（1 1）考虑相对论效应）考虑相对论效应解：解：加速后电子动量加速后电子动量由德布罗意关系由德布罗意关系由由、可得可得由功能关系得加速后电子动能由功能关系得加速后电子动能第十五章第十五章 近代物理近代物理近代物理（一）近代物理（一）=3.8810-12 m（2 2）不考虑相对论效应）不考虑相对论效应加速后电子动量加速后电子动量由德布罗意关系由德布罗意关系由功能关系得加速后电子动能由功能关系得加速后电子动能由由、可得可得（3 3）相对误差）相对误差