1、1思考题 （程守诛 江之永 普通物理学 ）1 两个相同的物体 A 和 B,具有相同的温度，如 A 物体周围的温度低于 A，而 B物休周围的温度高于 B.试问:A 和 B 两物体在温度相同的那一瞬间单位时间内辐射的能量是否相等？单位时间内吸收的能量是否相等？2 绝对黑体和平常所说的黑色物体有何区别？绝对黑体在任何温度下，是否都是黑色的？在同温度下，绝对黑体和一般黑色物休的辐出度是否一样？3 你能否估计人体热辐射的各种波长中，哪个波长的单色辐出度最大？4 有两个同样的物体，一个是黑色的，一个是白色的且温度相同把它们放在高温的环境中，哪一个物体温度升高较快？如果把它们放在低温环境中哪一个物体温度降得
2、较快？5 若一物体的温度（绝对温度数值）增加一倍它的总辐射能增加到多少倍？6 在光电效应的实验中，如果：(1)入射光强度增加 1 倍；(2)入射光频率增加 1倍，按光子理论，这两种情况的结果有何不同？；7 已知一些材料的逸出功如下：钽 4.12eV,钨 4.50eV,铝 4.20eV,钡 2. 50eV，锂 2. 30eV.试问：如果制造在可见光下工作的光电管，应取哪种材料？ 8 在彩色电视研制过程中曾面临一个技术问题：用于红色部分的摄像管的设计技术要比绿、蓝部分困难，你能说明其原因吗？9 光子在哪些方面与其他粒子（譬如电子）相似？在哪些方面不同？10 用频率为 v1 的单色光照射某光电管阴极
3、时，测得饱和电流为 I1，用频率为v2 的单色光以与 v1 的单色光相等强度照射时，测得饱和电流为 I2,:若I2I1,v1 和 v2 的关系如何？11 用频率为 v1 的单色光照射某光电管阴极时，测得光电子的最大动能为 EK1 ；用频率为 v2 的单色光照射时，测得光电子的最大动能为 Ek2 ,若 Ek1 Ek2，v1 和 v2 哪一个大？12 用可见光能否观察到康普顿散射现象？13 光电效应和康普倾效应都包含有电子与光子的相互作用，这两过程有什么不同？14 在康普顿效应中，什么条件下才可以把散射物质中的电子近似看成静止的自由电子？15 在康普顿效应中，反冲电子获得的能量总是小于入射光子的能
4、量 这是否意味着入射光的光子分成两部分，其中的一部分被电子吸收这与光子的粒子性是否矛盾？16 (1) 氢原子光谱中同一谱系的各相邻谱线的间隔是否相等？(2) 试根据氢原子的能级公式说明当量子数 n 增大时能级的变化情况以及能级间的间距变化情况17 了由氢原子理论可知当氢原子处于 n=4 的激发态时，可发射几种波长的光？18 如图所示被激发的氢原子跃迁到低能级时，可发射波长为1、 2、 3的辐射问三个波长之间的关系如何？19 设实物粒子的质量为 m, 速度为 v, 由德布罗意公式mVhchv/,22得 Vcv/2根据 得 显然以上的结论是错误的，试问错误的根源何在？8-20 为什么说不确定度关系
5、与实验技术或仪器的改进无关？123E3E2E1思考题 18-18习题1、估测星球表面温度的方法之一是：将星球看成黑体，测量它的辐射峰值波长。利用维恩位移定律便可估计其表面温度如果测得北极星和夭狼星的m 分别为 0.35m 和 0.291m,试计算它们的表面温度。2、在加热黑体过程中；其单色辐出度的峰值波长是由 0.69m 变化到 0.50m，求总辐出度改变为原来的多少倍？3、假设太阳表面温度为 5800K,太阳半径为 6.96108m，如果认为太阳的辐射是稳定的，求太阳在 1 年内由于辐射它的质量减小了多少？4、黑体的温度 T1 =6000K,问 1=0.35m 和2= 0.70m 的单色辐出
6、度之比等于多少？当温度上升到 T2=7000K 时1 的单色辐出度增加到原来的多少倍？5、假定太阳和地球都可以看成黑体如太阳表面温度 Ts=6000K，地球表面各处温度相同，试求地球的表面温度（己知太阳的半径 Rs=6:9611lo5km，太阳到地球的距离 Rs=1.496108km）6、有一空腔辐射体，在壁上有一直径为 0.05mm 的小圆孔，腔内温度为 7500K,试求在 500501nm 的徽小波长范围内单位时间从小孔辐射出来的能量。7、钾的光电效应红限波长为0=0.62m.求(1)钾的逸出功；(2)在波长=330nm 的紫外光照射下，钾的遏止电势差8、在光电效应实验中，有个学生测得某金
7、属的遏止电势差 Ua 和入射光波长有下列对应关系：/nm Ua/V253.6 2.60283.0 2.11303.9 1.81330.2 1.47366.3 1.10435.9 0.57画出遏止电势差与入射光频率的曲线，并求出3(1)普朗克常量 h. (2）该金属的逸出功 (3)该金属的光电效皮红限和频率9、铝的逸出功为 4.2eV.今用波长为 200nm 的紫外光照射到铝表两上发射的光电子的最大初动能为多少？遏止电势差为多大？铝的红限波长是多大？10、能引起人眼视觉的最小光强约为 10-12W/m2,如瞳孔的面积约为 0.510-4m2,计算每秒平均有几个光子进人瞳孔到达视网膜上设光的平均波
8、长为 550nm.11、一个 100W 的炽热灯泡，其中 5的辐射功率为可见光，问每秒辐射多少个可见光光子设可见光的平均波长为 560nm12、100W 钨丝灯在 1800K 温度下工作，假定可视其为黑体，试计算每秒内在500500.lnm 波长间隔内发射的光子数13、如果一个光子的能量等于一个电子的静止能量，间该光子的频率、波长和动各是多少？在电磁波谱中属于何种射线？14、试根据相对论力学，应用能量守恒定律和动量守恒定律，讨论光子和自由电子之间的碰撞：(1)证明处于静止的自由电子是不能吸收光子的；(2)证明处于运动的自由电子也是不能吸收光子的；(3)说明处于什么状态的电子才能吸收光子而产生光
9、电效应15、波长0=0.0708nm 的 x 射线在石蜡上受到康普顿散射，在/2 和方向上所散射的 x 射线的波长以及反冲电子所获得的能量各是多少？16、已知 X 光的光子能量为 0.60MeV,在康普顿散射后波长改变了 20% 求反冲电子获得的能量和动量。17、在康普顿散射中，入射 X 射线的波长为 310-3 nm.反冲电子的速率为 0.6c,求散射光子的波长和散射方向18、一光子与自由电子碰撞，电子可能获得的最大能量为 60keV ,求入射光子的波长和能量19、以1=400nm 的可见光和 2=0.04nm 的 X 光与自由电子碰撞，在的方向上观察散射光2/(1) 计算两种情况下，波长的
10、相对改量 之比和电子获得的动能之比；/(2) 欲获得明显的康普顿效应，应如何选取入射光？20、在基态氢原子被外来单色光激发后发出的巴耳末系中，仅观察到三条谱线，试求：(1) 外来光的波长；(2) 这三条谱线的波长21、在气体放电管中，高速电子撞击原子发光如高速电子的能量为 12.2eV，轰击处于基态的氢原子，试求氢原子被激发后所能发射的光谱线波长22、试计算氢原子各线系的长波极限波长 lm 和短波极限波长sm23、(1)一次电离的氦原子发生怎样的跃迁，才能发射和氢光谱 Ha.线非常接近的谱线？（2)二次电离的锂原子的电离能多大？24、已知氦原子第二激发态与基态的能量差为 20.6eV.为了将氪
11、原子从基态激发到第二激发态，用一加速电子与氦原子相碰问电子的速率最少应多大？25、常温下的中子称为热中子，试计算 T=300K 时热中子的平均动能，由此估算其德布罗意波长 （中子的质 mo=1.6710-27kg)26、一束带电粒子经 206V 电压加速后，测得其德布罗意波长为 2.010-3nm，已知该粒子所带的电荷量与电子电荷量相等，求这粒子的质量。27、设电子与光子的波长均为 0.50nm。试求两者的动量之比以及动能之比。28、若一个电子的动能等于它的静能，试求该电子的速率和德布罗意波长429、设一电子被电势差 U 加速后打在靶上，若电子的动能全部转为一个光子的能量，求当这光子相应的光波
12、波长为 500nm(可见光） 、0.1nm(X 射线）和0.0001nm(Y 射线）时，加速电子的电势差各是多少？30、写出实物粒子德布罗意波长和粒子动能 K 和静质量 m0 之间的关系并证明，当 k0(1)求波函数 的归一化常数 A；(2)求粒子的概率分布函数；(3)在何处发现粒子的概率最大？45、一维无限深势讲中的粒子的波函数，在边界处为零，这种定态物质波相当于两端固定的弦中的驻波，因而势阱宽度 a 必须等于德布罗意波长的整数5倍试利用这一条件导出能量量子化公式 28nmahE46、设线性谐振子处在基态和第一激发态的波函数为2/40xed2/1xae其中 k 为劲度系数2ha求在这两状态时
13、概率最大的位置 47、一个质子在一维无限深势阱中，阱宽 a=10-14m. (1)质子的零点能量有多大？(2)由 n=2 态跃迁到 n=1 态时，质子放出多大能量的光子？48、假设氢原子处于 n=3，l=1 的激发态则原子的轨道角动量在空间有哪些可能取向？计算各可能取向的角动量与 Z 轴之间的夹角49、试说明钾原子中电子的排列方式，并和钠元索的化学性质进行比较50、原子在 n=2，l =1 能态的径向概率分布可写成 ，其中 A0/24)(areArP是 的函数，而与 r 无关试证明 r = 4a.处概率有极大值答案1、8.2810 3K，9.9910 3K.2、3.63.3、1.3710 17
14、kg.4、1. 005，2.675、290K.6、5.310 一 4J/S.7、 （1）2.0eV ；(2)1.77V8、 （1)6.6 210-34Js；(2)2. 28eV ；(3)542nm，5.5310 14Hz.9、(1)2.0eV；(2)2.0V；(3)296nm.10、13811、1.4110 19J/s12、 5.61013.13、1. 24 1020Hz, 2. 4 10-3nm，2.7310 -22kgm/s, 射线15、0.0732nm，0. 0756nm.16、0.10MeV.17、4.310 -3nm，620l818、7.8610 -3nm，158keV.19、(1)
15、10 -4，10 -8.20、(1)95.2nm;(2)656.3nm，486.lnm, 434.0nm.21、102.5nm，121.5nm, 656.1nm.23、 （2)122. 4eV=1. 9610-17J.624、2.6810 6m/s.25、6.2110 -21J，0.146nm26、1.6710 -27kg.27、1，2.410 -328、4.7310 -22kgm/s, 0.86c, 0.014nm.29、2.48V，1.2410 4V，1.2410 7V.30、 202/cKmhc32、0，士 24.10，士 54.80.34、(1)5.8 10-3m；（2)5.310 -21m；(3) 5.310 -29m.35、510 -10m.36、32km.37、9.7710 -9s.39、0.13mm/s40、9. 510 -3eV.41、37.7eV， 150.8eV，3. 77103eV，3.7710 5e V，3. 8510 7eV.43、 42/a45、 ”0，1/2 47、3.2910 -13J，9.8710 -13J.48、 432，
