ch17物理学的困难与量子力学的实验基础习题及答案

1、第17章习题解答 1已知在红外线范围（）内，可近似将人体看做黑体。假设成人体表面积的平均值为，表面温度为，求人体辐射的总功率。解：根据斯忒藩-玻耳兹曼定律，可得人体单位表面积的辐射功率为人体辐射的总功率为2将星球看做绝对黑体，利用维恩位移定律测量便可求得T，这是测量星球表面温度的方法之一。设测得太阳的，北极星的，天狼星的，试求这些星球的表面温度。 解：将这些星球看成绝对黑体，则按维恩位移定律：对太阳： 对北极星：对天狼星： 3已知铯的光电效应红限波长是660nm，用波长的光照射铯感光层，求铯放出的光电子的速度。解：故用此波长的光照射铯感光层可以发生光电效应。 得：4从铝中移出一个电子需要4.2

2、 eV 的能量，今有波长为200nm的光投射到铝表面。试问：(1)由此发射出来的光电子的最大动能是多少？(2)截止电压为多大？(3)铝的截止（红限）波长有多大？解：(1)已知逸出功据光电效应公式则光电子最大动能：截止电压 (3)红限频率, 截止波长 5设太阳照射到地球上光的强度为8 J/（s·m2），如果平均波长为500nm，则每秒钟落到地面上1m2的光子数量是多少？若人眼瞳孔直径为3mm，每秒钟进入人眼的光子数是多少？解：一个光子能量 秒钟落到地面上的光子数为每秒进入人眼的光子数为6、求波长为500nm的可见光光子的能量、动量和质量。解：可见光子的能量、动量和质量分别为7若一个光子

3、的能量等于一个电子的静能，试求该光子的频率、波长、动量。解：电子的静止质量当 时， 则8波长的X射线在石腊上受到康普顿散射，求在和方向上所散射的X射线波长各是多大。解：在方向上：散射波长在方向上散射波长 9已知X光光子的能量为0.60 MeV，在康普顿散射之后波长变化了20%，求反冲电子所获得的动能。解：已知射线的初能量又有经散射后 此时能量为 反冲电子能量 10在康普顿散射中，入射光子的波长为0.003nm，反冲电子的速度为0.60，求散射光子的波长及散射角。解：反冲电子的能量增量为由能量守恒定律，电子增加的能量等于光子损失的能量，故有 散射光子波长由康普顿散射公式可得 散射角为 11用能量

4、为12.5eV的电子去激发基态氢原子，问受激发的氢原子向低能级跃迁时，会出现哪些波长的光谱线？解：设氢原子全部吸收能量后，最高能激发到第个能级，则得，只能取整数， 最高激发到，当然也能激发到的能级于是可以发出以上三条谱线12处于基态的氢原子被外来单色光激发后，巴尔末系中只有两条谱线，试求这两条谱线的波长及外来光的频率。解：巴尔末系是由的高能级跃迁到的能级发出的谱线只有二条谱线说明激发后最高能级是的激发态基态氢原子吸收一个光子被激发到的能态 13当基态氢原子被12.09eV的光子激发后，其电子的轨道半径将增加到原来的多少倍?解： , ,轨道半径增加到倍.14什么是德布罗意波？哪些实验证实微观粒子具有波动性？解：实物粒子也具有波粒二象性，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波。戴维逊-革末实验以及汤姆逊电子衍射实验证实了微观粒子具有波动性。15在电子束中，电子的动能为200eV，则电子的德布罗意波长为多少？当该电子