1、大物下册总复习（一）,中国石油大学东营校区,2010年12月,纸上得来终觉浅， 绝知此事要躬行！,量子物理基础,一、重要基本概念：,1. 普朗克量子假说:,2. 爱因斯坦光子理论：,3. 光电效应本质：,4. 康普顿效应本质：,5. 玻尔氢原子理论三条基本假设：,6. 物质波:,7. 不确定关系:,8. 波函数:,9. 四个量子数:,10. 泡利不相容原理:,11. 能量最小原理：,次壳层电子的数目,2（2l+1）,主量子数为n的电子层中，最多可容纳2n2个电子。,外层电子能量高低由( n + 0.7 l )的大小决定。,1. 光电效应方程：,二、 重要公式:,2. 康普顿效应：,3. 里德伯
2、公式：,4. 氢原子：,5. 德布罗意波长：,6. 不确定关系：,三、重要数据:,导带电子，价带空穴,固体的能带理论,1. 了解满带、空带、导带、价带等基本概念,2. 了解导体、绝缘体和半导体的能带结构,3. 掌握两种杂质半导体的导电机理：,n型半导体的能带,p型半导体的能带,导带电子，价带空穴,n型半导体的能带,n型半导体,导带电子，价带空穴,p型半导体,p型半导体的能带,一、激光的特点:,二、受激辐射和自发辐射的特点：,五、激光器的组成：,高定向性、高单色性、相干性好、高亮度。,自发辐射的光波是非相干的。,受激辐射的光波是相干光 。,工作物质、激励能源、谐 振 腔,三、产生激光的必要条件：
3、,工作物质在激励能源的激励下实现粒子数反转。,四、光学谐振腔的作用:,1 ) 产生并维持光振荡，使光得到加强放大。 2 ) 提高激光的方向性。 3 ) 具有选频作用，提高激光的单色性。,激 光,（高能级原子数要超过低能级原子数。）,1. 已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应。若此金属的逸出电势差为 U0 （使电子从金属逸出需作功 e U0 ), 则此单色光的波长 必须满足：A) hc / (eU0) . B) hc / (eU0) . C) eU0 /( hc ). D) eU0 /( hc ).,练习题,2. 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
4、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,3.某金属产生光电效应的红限波长为0，今以波长为（ 0）的单色光照射该金属，金属释放出的电子（质量为me）的动量大小为:,4. 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) 若入射光的频率都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) 若入射光的频率都大于一给定金属的红限, 则该金属分别受到不同频率,但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) 若入射光的频率都大于一给定金属的红限,
5、则当入射光的频率不变,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).,5. 以一定频率的单色光照射到某金属,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,增大光的频率,测出其光电流的曲线如图中的虚线所示.则满足题意的图是 ,6 . 以一定频率的单色光照射到某金属,测出其光电流的曲线如图中实线所示, 然后保持频率不变，增大光强, 测出其光电流的曲线如图中的虚线所示. 则满足题意的图是 ,7. 在 x 散射实验中，若散射光波长是入射光波长的
6、1.2 倍 ，则入射光光子能量与散射光光子能量之比0 / 为 A) 0. 8 B)1. 2 C) 1. 6 D)2. 0,8. 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) 5,10. 用频率为 1 的单色光照射某金属时, 测得饱和电流为 I1 . 用频率为 2 的单色光照射某金属时, 测得饱和电流为 I2 . 若 I1 I2 ,则 A. 1 2 . B. 1 2 . C. 1 = 2 . D. 1 , 2的关系还不能 确定.,11. 根据玻尔理论，氢原子在 n = 5 轨道上的动量矩与在第一激发态
7、的轨道动量矩之比为： A. 5 / 2 .B. 5 / 3 .C. 5 / 4 . D. 5 .,12. 若粒子（电量为 2 e ）在磁感应强度为 B 的均匀磁场中沿半径为 R 的圆形轨道运动，则 粒子的德布罗意波长为 。A. h / ( 2 e R B ) . B. h / ( e R B ) . C. 1 / ( 2 e R B h ) . D。 1 / ( e R B h ) .,13. 要使处于基态的氢原子受激发后，能发射莱曼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.,14
8、.,20. 若有两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的 A) 动量相同。 B) 能量相同。C) 速度相同。D) 动能相同。,21. 原子的 K 壳层中，电子可能具有的量子数（ n, l, ml, mS) 是 A) ( 1, 1, 0, -1/2 ) B) ( 1, 0, 0, 1/2 )C) ( 2, 0, 1, -1/2 ) D) ( 1, 0, 1, 1/2 ),1,0, 或 -,A,设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图？,24、,(A),(B),(C),(D),25、（本题3分）在均匀磁场B内放
9、置一极薄的金属片，其红限波长为0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：,(A),(B),(C),(D),B,26、（本题5分）（4412） 处于基态的氢原子被外来单色光激发后发出的光仅有三条谱线，问此外来光的频率为多少？ (里德伯常量R =1.097107 m-1),解：由于发出的光线仅有三条谱线，按：,n =3，k =2 得一条谱线 n =3，k =1 得一条谱线 n =2，k =1 得一条谱线 可见氢原子吸收外来光子后，处于n =3的激发态以上三条光谱线中，频率最大的一条是：,=2.9
10、21015 Hz 这也就是外来光的频率,解：先求粒子的位置概率密度,28、（本题5分）（4526） 粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：,(0 x a),若粒子处于n =1的状态，它在 0a /4区间内的概率是多少？,解：,粒子位于0 a/4内的概率为：,=0.091,返回,32. 已知氢原子光谱的某一线系的极限波长为 3647 埃，其中有一谱线波长为 6565 埃，求与该波长相应的始态和终态能级的能量（ R= 1. 097 107 m -1 ).,33. 粒子在磁感应强度为 B= 0. 025 T 的均匀磁场 中沿半径为 R = 0. 83 cm 的圆形轨道运动。 （1）计算其德布罗
11、意波长。 （2） 若使质量 m = 0. 1 g 的小球以与 粒子相同的速率运动，则其波长为多少？ （m =6. 6410 -27 kg ),34. 已知某电子的德布罗意波长和光子的波长相同。 （1）它们的动量大小是否相同？为什么？ （2）它们的（总）能量是否相同？为什么？,氢原子能量,1、2、3、.,37.根据量子力学理论，氢原子中电子的角动量在外磁场方向上的投影为LZ = mL，当角量子数l = 2 时，LZ 的可能取值为 。,38.氩（Z = 18）原子基态的电子组态是：,39. 氢原子中处于3d量子态的电子，描述其量子态的四个量子数（n， l ，ml, ，ms ）可能取的值为：,40.
12、氢原子的L壳层内，电子可能具有的量子数 （n， l ，ml, ，ms ）是：,2. 激发本征半导体中传导电子的几种方法有（1）热激发，（2）光激发，（3）用三价元素掺杂，（4）用五价元素掺杂。对于纯锗和纯硅这类本征半导体，在上述方法中能激发其传导电子的只有 A. (1)(2). B. (3)(4). C. (1)(2)(3). D. (1)(2)(4).,固体的能带理论,4. 硫化镉（Cd S）晶体的禁带宽度为 2. 42 eV, 要使这种晶体产生本征导电，则入射到晶体上的光的波长不能大于 A. 650 nm. B. 628 nm. C. 550 nm. D. 514 nm.,3. 纯净锗吸收
13、辐射的最大波长为l 1.9 m，则锗的禁带宽度为 eV.,0.65,1. 激光全息照相技术主要利用激光的哪一种优良特性？A) 亮度高。 B)方向性好。 C)相干性好。D)抗电磁干扰能力强。 ,激光,2 . 激光器中，光学谐振腔的作用是 （1） ； （2） ； （3） 。,产生并维持光振荡，使光得到加强放大,提高激光的方向性,选频，提高激光的单色性,16-4解:,斜率 与材料无关.,16-6解:光子减少的能量即为电子增加的能量,16章部分习题解,16-10解: （1）,故k=2 , n=5,(3)共4个线系：赖曼系、巴耳末系、帕邢系、布喇开系；共10条谱线，如图。波长最短者为n=5到n=1跃迁 的谱线。,（2）,16-14解:,16-19 证明:对自由粒子,又据不确定关系可得，,16-20 解：据16-19，得,16-22 解：粒子在x处的概率密度:,（3）粒子概率分布如下图：,（1）,令 得,极点在 处.,极大值处，,（2）,而n=0,2,4,6 对应极小值。,
