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第15章 量子物理
§15.1
黑体辐射 普朗克能量子假设
一．思考题
什么是黑体？为什么从远处看山洞口总是黑的？
§15.2 光电效应 光的波粒二象性
一．选择题和填空题
1．用频率为??的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为EK；若改用频率为2??的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为：
(A) 2 EK． . (B) 2h??- EK．
(C) h??- EK． (D) h??+ EK． ［ ］
2．在均匀磁场B内放置一极薄的金属片，其红限波长为??．今用单色光照射，发现有电子放出，有些放出的电子(质量为m，电荷的绝对值为e)在垂直于磁场的平面内作半径为R的圆周运动，那末此照射光光子的能量是：
(eRB)2 (A) ． (B) ． ??0?02mhceRBhc (C) ． (D) ??2eRB． ［ ］
?0?0m3．设用频率为?1和?2的两种单色光，先后照射同一种金属均能产生光电效应．已知金属的红限频
hchc率为?0，测得两次照射时的遏止电压|Ua2| = 2|Ua1|，则这两种单色光的频率有如下关系： (A) ?2 = ?1 - ?0． (B) ?2 = ?1 + ?0．
(C) ?2 = 2?1 - ?0． (D) ?2 = ?1 - 2?0． ［ ］
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4．一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： ［ ］
IIUOI(A)OI(B)UUO(C)O(D)U
5．用频率为?1的单色光照射某一种金属时，测
得光电子的最大动能为EK1；用频率为?2的单色光照射另一种金属时，测得光电子的最大动能为EK2．如果EK1 >EK2，那么 (A) ?1一定大于?2． (B) ?1一定小于?2．
(C) ?1一定等于?2． (D) ?1可能大于也可能小于?2． ［ ］ 6．关于光电效应有下列说法： (1) 任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应； (2) 若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则该金属分别受到不同频率的光照射时，释出的光电子的最大初动能也不同；
(3) 若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则该金属分别受到不同频率、强度相等的光照射时，单位时间释出的光电子数一定相等；
(4) 若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则当入射光频率不变而强度增大一倍时，该金属的饱和光电流也增大一倍．
其中正确的是 (A) (1)，(2)，(3)． (B) (2)，(3)，(4)． (C) (2)，(3)．
(D) (2)，(4)． ［ ］
7．用频率为?1的单色光照射某种金属时，测得饱和电流为I1，以频率为?2的单色光照射该金属时，
测得饱和电流为I2，若I1> I2，则
(A) ?1 >?2． (B) ?1
(C) ?1 =?2． (D) ?1与?2的关系还不能确定． ［ ］
8．以波长为?= 0.207 ?m的紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯的红限频率
???=1.2131015赫兹，则其遏止电压|Ua| =_______________________V．
--(普朗克常量h =6.6331034 J2s，基本电荷e =1.6031019 C)
9．光子波长为?，则其能量=_______ _____；动量的大小 =_______ ______；
质量=_________________ ．
10．钨的红限波长是230 nm (1 nm = 10-9 m)，用波长为180 nm的紫外光照射时，从表面逸
出的电子的最大动能为___________________eV．
-- (普朗克常量h =6.6331034 J2s，基本电荷e =1.6031019 C)
学院 专业/班级 姓名 第 38 页 共 63 页 11．已知某金属的逸出功为A，用频率为??的光照射该金属能产生光电效应，则该金属的红
限频率?? =______________________ ，?? > ??，遏止电势差|Ua| =_______________________．
二．计算题
1. 图中所示为在一次光电效应实验中得出的曲线 |U | (V)
a (1) 求证：对不同材料的金属，AB线的斜率相同． (2) 由图上数据求出普朗克恒量h． -2.0 B (基本电荷e =1.6031019 C)
1.0 14(310 Hz) ??A ??
0 5.0 10..0
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§15.3 康普顿效应
一．选择题和填空题
1. 在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的 1.2倍，则散射光光子能量?与反冲电子动能EK之比??/ EK为
(A) 2． (B) 3． (C) 4． (D) 5． ［ ］
2. 在康普顿散射中，若入射光子与散射光子的波长分别为?和?′，则反冲电子获得的动能
EK =______________________________．
二．计算题
1．频率为? 的一束光以入射角i照射在平面镜上并完全反射，设光束单位体积中的光子数为n，求： (1) 每一光子的能量、动量和质量．
(2) 光束对平面镜的光压(压强)．
2．处于静止状态的自由电子是否能吸收光子，并把全部能量用来增加自己的动能？为什么？
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§15.4 氢原子的玻尔理论
一．选择题和填空题
1．根据玻尔氢原子理论，氢原子中的电子在第一和第三轨道上运动时速度大小之比v1/ v 3是 (A) 1/9． (B) 1/3．
(C) 3． (D) 9． ［ ］ 2．由氢原子理论知，当大量氢原子处于n =3的激发态时，原子跃迁将发出： (A) 一种波长的光． (B) 两种波长的光．
(C) 三种波长的光． (D) 连续光谱． ［ ］
3．根据玻尔理论，氢原子中的电子在n =4的轨道上运动的动能与在基态的轨道上运动的动能之比
为
(A) 1/4． (B) 1/8．
(C) 1/16． (D) 1/32． ［ ］
4．要使处于基态的氢原子受激发后能发射赖曼系(由激发态跃迁到基态发射的各谱线组成的谱线系)
的最长波长的谱线，至少应向基态氢原子提供的能量是
(A) 1.5 eV． (B) 3.4 eV．
(C) 10.2 eV． (D) 13.6 eV． ［ ］
5．在气体放电管中，用能量为12.1 eV的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的光子的能量只能是
(A) 12.1 eV． (B) 10.2 eV．
(C) 12.1 eV，10.2 eV和 1.9 eV． (D) 12.1 eV，10.2 eV和 3.4 eV． 6．由氢原子理论知，当大量氢原子处于n =3的激发态时，原子跃迁将发出： (A) 一种波长的光． (B) 两种波长的光．
(C) 三种波长的光． (D) 连续光谱． ［ ］
7．假定氢原子原是静止的，则氢原子从n ? 3 的激发状态直接通过辐射跃迁到基态时的反冲速度大
约是
(A) 4 m/s． (B) 10 m/s ．
(C) 100 m/s ． (D) 400 m/s ． ［ ］
- (氢原子的质量m =1.6731027 kg)
8．按照玻尔理论，电子绕核作圆周运动时，电子的动量矩L的可能值为 (A) 任意值． (B) nh， n = 1，2，3，…
(C) 2? nh， n = 1，2，3，… (D) nh/(2??，n = 1，2，3，…
9．要使处于基态的氢原子受激后可辐射出可见光谱线，最少应供给氢原子的能量为 (A) 12.09 eV． (B) 10.20 eV．
(C) 1.89 eV． (D) 1.51 eV． ［ ］
10．氢原子光谱的巴耳末线系中谱线最小波长与最大波长之比为
(A) 7/9． (B) 5/9．
(C) 4/9． (D) 2/9． ［ ］
11．氢原子由定态l跃迁到定态k可发射一个光子．已知定态l的电离能为0.85 eV，又知从基态使氢原子激发到定态k所需能量为10.2 eV，则在上述跃迁中氢原子所发射的光子的能
量为__________eV．
12．玻尔氢原子理论中，电子轨道角动量最小值为____________；而量子力学理论中，电子
轨道角动量最小值为____________．实验证明____________理论的结果是正确的． 13．欲使氢原子能发射巴耳末系中波长为6562.8 ?的谱线，最少要给基态氢原子提供