作業(yè)19光的量子性

1、作業(yè)作業(yè) 1919 光的量子性光的量子性 答：其值分別為：答：其值分別為： hchE chchmmc 22 hp hEEk 19-1 分別用頻率和波長表示光子的能量、質(zhì)量、動分別用頻率和波長表示光子的能量、質(zhì)量、動量、動能？量、動能？19-2 用頒率為用頒率為 的單色光照射某種金屬時，逸出光的單色光照射某種金屬時，逸出光電子的最大動能為電子的最大動能為 ，若改用頻率為，若改用頻率為 的單色光照的單色光照射此種金屬時，則逸出光電子的最大動能是多少？射此種金屬時，則逸出光電子的最大動能是多少？2 1E解：解： AEh 1 1EhA 而而 AEh 22 122EhAhE nm200 0 2 kE19

2、-3 波長波長 的單色光照射金屬表面的單色光照射金屬表面, 光電光電子最大動能是子最大動能是2.0ev,試求試求: 金屬的脫出功金屬的脫出功A=？ 該該金屬光電效應(yīng)的金屬光電效應(yīng)的“紅限紅限”頻率頻率 =？ 若用若用 的單色光照射，光電子的動能的單色光照射，光電子的動能 =？脫出功？脫出功A=？紅限頻率紅限頻率 =？0 解：解： (1)222121mmmvhcmvhA 2 . 40 . 2106 . 11021031063. 6197834 ev2 . 4 Aev1501001. 1 Hz2 . 82 . 44 .12 AhcEk ev(3 11063. 6106 .

3、 12 . 4 hA (2)Hz解：光電流為解：光電流為0時，光電子被限時，光電子被限制于磁場內(nèi)，制于磁場內(nèi)， 有：有：2/20RmBef mReB20 Ahcm 221KBRGAmRBehcA82202 19-4 如圖所示，如圖所示，K是一細金屬絲電極，是一細金屬絲電極，A是以是以K為軸的半徑為軸的半徑R的的圓筒形電極，其內(nèi)部有沿軸向的均勻磁場圓筒形電極，其內(nèi)部有沿軸向的均勻磁場B。在。在A、K之間接有一之間接有一個靈敏計個靈敏計G，當波長，當波長 的單色光照射到上時，的單色光照射到上時，G可以測到光電流可以測到光電流的大小，如果逐漸加大磁感應(yīng)強度的大小，如果逐漸加大磁感應(yīng)強度B，當，當B=

4、B0時恰好光電流為零，時恰好光電流為零，試求金屬絲試求金屬絲K的脫出功。的脫出功。2r1r鈉棒半透明鋁膜石英19-5 一共軸系統(tǒng)的橫截面如圖所示，外面為石英圓簡，內(nèi)壁敷一共軸系統(tǒng)的橫截面如圖所示，外面為石英圓簡，內(nèi)壁敷上半透明的鋁薄膜，內(nèi)徑上半透明的鋁薄膜，內(nèi)徑 =1，長為，長為20，中間為一圓柱形，中間為一圓柱形鈉棒，半徑鈉棒，半徑 0.6，長亦為，長亦為20，整個系統(tǒng)置于真空中，今，整個系統(tǒng)置于真空中，今用用 的單色光波長照射系統(tǒng)，忽略邊緣效應(yīng)，求平的單色光波長照射系統(tǒng)，忽略邊緣效應(yīng)，求平衡時鈉棒所帶的電量。已知鈉的紅限波長為衡時鈉棒所帶的電量。已知鈉的紅限波長為 ，鋁，鋁的紅限波長為的紅

5、限波長為1r2rnm300 nmm296 nmm540 解：鈉棒、鋁薄膜構(gòu)成一電容器解：鈉棒、鋁薄膜構(gòu)成一電容器 UQrrLC )/ln(2120 平衡時，電壓即為截止電壓平衡時，電壓即為截止電壓 )(212mChmeU )11(mhc )11(mhcCeQ CQ11104 19-6 別以頻率為 v1 和v2 的單色光照射某一光電管若v1 v2 (均大于紅限頻率v0)，則當兩種頻率的入射光的光強相同時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能E1 _E2；為阻止光電子到達陽極，所加的遏止電壓 |Ua1| _ |Ua2| ；所產(chǎn)生的飽和光電流 is1_ )，它們對應(yīng)的強度分別為，它們對應(yīng)的強度分別為 ILi

6、和和 IFe，則，則 B (A) Li Fe ， ILi IFe ；(C) Li = Fe ， ILi = IFe ； (D) Li IFe ；解：由康普頓散射公式有：解：由康普頓散射公式有： )cos1(00 cmhoA717. 0710. 0)45cos1(24. 0 設(shè)反沖電子與入射光夾角為設(shè)反沖電子與入射光夾角為 ，如圖，如圖 19-12 波長波長 的的X射線入射到石墨上，與射線入射到石墨上，與入射方向成入射方向成 角的散射光波長角的散射光波長 有多長？反沖電子有多長？反沖電子的動量的動量P有多大？反沖電子運動方向與入射光的夾角有多大？反沖電子運動方向與入射光的夾角 為多少？為多少？n

7、m0710. 00 45 h0 hp 45 有：有： sin45sincos45cos0PhPhh 解得：解得： 220)45sin()45cos1( hPsmkg 24101 . 7 9 .6645cos45sin00 arctg h0 hp 45 或方法二：由余弦定理或方法二：由余弦定理smkghhhP 2402220101 . 745cos2)()( 再由正弦定理求再由正弦定理求 45sinsinph 9 .66 19-13 氫原子光譜的巴爾末系中波長最大的譜線用氫原子光譜的巴爾末系中波長最大的譜線用 表示，其次波長用表示，其次波長用 表示，求比值表示，求比值 。2 1 21 20273

8、1653621 解：解： 巴爾末系的譜線公式為：巴爾末系的譜線公式為： 2,2 nEEhn 53691411123111EhcEhcEEhchhcc 3161614111242EhcEhcEEhc 答：答：16sm10185.2 19-14 根據(jù)玻爾的氫原子理論，基態(tài)氫原子中電子繞根據(jù)玻爾的氫原子理論，基態(tài)氫原子中電子繞核運動的速度為核運動的速度為_。19-15 氫原子光譜巴耳末線系中，有一光譜線的波長為氫原子光譜巴耳末線系中，有一光譜線的波長為4340 ，試求：試求： 與這一譜線相應(yīng)的光子能量為多少電子伏特？與這一譜線相應(yīng)的光子能量為多少電子伏特？ 該該譜線是氫原子由能級譜線是氫原子由能級

9、躍遷到躍遷到 能級產(chǎn)生的，能級產(chǎn)生的，n和和k各是多各是多少？少？ 最高能級為最高能級為 的大量氫原子，最多可以發(fā)射幾個線系，的大量氫原子，最多可以發(fā)射幾個線系，共幾條譜線？共幾條譜線？請在氫原子能級圖中表示出來，并標明波長最短請在氫原子能級圖中表示出來，并標明波長最短的是哪一譜線。的是哪一譜線。 oAkEnEnE解：解：(1)evchh864.2 （2）由于是）由于是Balmer系系2 kevE4 . 326 .1322 hvEnEn 226 .1351 hvEEnk 54321 4個線系，個線系，10條譜線條譜線（3）19-16 波長波長636 的紫外光照射到基態(tài)氫原子上，可的紫外光照射到

10、基態(tài)氫原子上，可否使之電離？激發(fā)出的光電子動能否使之電離？激發(fā)出的光電子動能 =？光電子遠？光電子遠離原子核以后運動速度離原子核以后運動速度v=?oAkE速度為：速度為： 631191044. 1101 . 9106 . 19 . 522 mEk (m/s) ev 解解 ：5 .19106 . 11106361031063. 61910834 chh 入射光子的能量入射光子的能量能電離，動能為：能電離，動能為： 9 . 56 .13 hEkev 17m10097. 1 R19-17 已知氫光譜的某一線系的極限波長為已知氫光譜的某一線系的極限波長為3647 ，其中有一譜線波長為其中有一譜線波長為6565 。試根據(jù)玻爾氫原子理。試根據(jù)玻爾氫原子理論，求與該波長相應(yīng)的始態(tài)與終態(tài)能級的能量論，求與該波長相應(yīng)的始態(tài)與終態(tài)能級的能量oAoA解：解： 22111nkR 極限波長滿足：極限波長滿足： 1112minkR 210364710097. 1107min Rk312110656512210 nnRevEevE5 . 196 .134 .