量子物理习题课公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

量子物理基础量子物理基础基本知识点：基本知识点：1.普朗克量子假说普朗克量子假说第第1页页第第1页页2、玻尔氢原子理论三条基本假设：玻尔氢原子理论三条基本假设：3、爱因斯坦光子理论：爱因斯坦光子理论：第第2页页第第2页页4、光电效应本质：、光电效应本质：5、康普顿效应本质：康普顿效应本质：第第3页页第第3页页6、物质波物质波:7、不拟定关系不拟定关系:第第4页页第第4页页8、波函数波函数:第第5页页第第5页页9、泡利不相容原理泡利不相容原理:10、能量最小原理：能量最小原理：第第6页页第第6页页11、四个量子数四个量子数:第第7页页第第7页页12、主要公式主要公式:第第8页页第第8页页13、主要数据主要数据:第第9页页第第9页页1.已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应。若此金属已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应。若此金属逸出电势差为逸出电势差为U0（使电子从金属逸出需作功（使电子从金属逸出需作功eU0),则此单色则此单色光波长光波长必须满足必须满足A)hc/(eU0).B)hc/(eU0).C)eU0/(hc).D)eU0/(hc).第第10页页第第10页页 2.关于光电效应有以下说法：(1)任何波长可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应.(2)若入射光频率都大于一给定金属红限,则该金属分别受到不同频率光照射时,释出光电子最大初动能也不同.(3)若入射光频率都大于一给定金属红限,则该金属分别受到不同频率,但强度相等光照射时,单位时间释出光电子数一定相等.(4)若入射光频率都大于一给定金属红限,则当入射光频率不变,而强度增大一倍时,该金属饱和光电流也增大一倍.其中正确是 .A.(1),(2),(3).B.(2),(3),(4).C.(2),(3).D.(2),(4).第第11页页第第11页页第第12页页第第12页页3.用频率为用频率为1单色光照射某金属时单色光照射某金属时,测得饱和电流为测得饱和电流为 I1。用频用频率为率为2单色光照射某金属时单色光照射某金属时，测得饱和电流为测得饱和电流为I2。若若I1I2，则，则A.12.B.1EK2，那么，那么 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）动 量大小为量大小为:在康普顿效应试验中，若散射光波长是入射光波长在康普顿效应试验中，若散射光波长是入射光波长1.2倍，倍，则散射光光子能量则散射光光子能量与反冲电子动能与反冲电子动能Ek之比之比/Ek为为A)2B)3C)4D)5第第37页页第第37页页 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，其德布罗意波长是加速后，其德布罗意波长是0.40.4，则，则U约为：约为：A)150VB)330VC)630VD)940V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。依据量子论，氢原子核外电子状态可由四个量子数来依据量子论，氢原子核外电子状态可由四个量子数来拟定，其中主量子数拟定，其中主量子数n可取值为可取值为，它可决它可决定定 氢原子能量氢原子能量1、2、3、.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=第第38页页第第38页页 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。氩（氩（Z=18Z=18）原子基态电子组态是：）原子基态电子组态是：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：第第39页页第第39页页p型半导体中杂质原子所形成局部能级（即受主能级），型半导体中杂质原子所形成局部能级（即受主能级），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、禁带中，但靠近满带顶、禁带中，但靠近满带顶B、导带中、导带中D、禁带中，但靠近导带低、禁带中，但靠近导带低 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：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）第第40页页第第40页页已知粒子在一维无限深势阱中运动，其波函数为已知粒子在一维无限深势阱中运动，其波函数为:那么粒子在那么粒子在x=5a/6处出现概率密度为处出现概率密度为: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电光照射该金属能产生光电效应，则该金属红限频率效应，则该金属红限频率0 =且遏止电压且遏止电压以波长为以波长为=0.207m紫外光照射金属钯表面产生光电效紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯红限频率应，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第第41页页第第41页页假如电子被限制在边界假如电子被限制在边界x与与x+dx之间，之间，dx=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(不拟定关系式不拟定关系式普朗克常量普朗克常量h=6.6310-34Js)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=_101.3310-23第第42页页第第42页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？示，那么其中拟定粒子动量准确度最高波函数是哪个图？(A)(B)(C)(D)xxxx第第43页页第第43页页C下述说法中，正确是下述说法中，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能比杂质半导体好性能比杂质半导体好.(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电，导电，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，大大大提升了半导体导电性能大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.第第44页页第第44页页解：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l l0 0由由可得可得又按题意：又按题意：得得=612nm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？第第45页页第第45页页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）C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(由激发态跃迁到由激发态跃迁到基态发射各谱线构成谱线系基态发射各谱线构成谱线系)最长波长谱线，至少应向基态氢最长波长谱线，至少应向基态氢原子提供能量是原子提供能量是(A)1.5eV(B)3.4eV(C)10.2eV(D)13.6eVC第第46页页第第46页页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，那么圆周运动，那么此照射光光子能量是：此照射光光子能量是：(A)(B)(C)(D)B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=1.85103nm第第47页页第第47页页解：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时，时，当当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第48页页第第48页页