量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)

一、光電效應(yīng)第12章量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)所有細(xì)節(jié)均要求，包括實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)-UcUI1I20I2>I10.01.02.04.06.08.010.0CsNaCa截止電壓：使光電流為零的反向電壓紅限頻率：使截止電壓為零的最大頻率(1)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)二、光的二象性光子2.光的能流密度(即光強(qiáng))：1.光子的能量和動(dòng)量3.愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：A：逸出功4.紅限頻率光子的質(zhì)量：光子的靜止質(zhì)量：N：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的光子數(shù)。5.普朗克常數(shù)：(2)6.康普頓散射：量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)例1:以一定頻率的單色光照射在金屬上，測(cè)出其電流在圖中用實(shí)線(xiàn)表示。然后增大照射光強(qiáng)度，測(cè)出其光電流曲線(xiàn)在圖中用虛線(xiàn)表示，滿(mǎn)足題意是UIUIUIUI(3)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)例2:以一定頻率的單色光照射在金屬上，測(cè)出其電流在圖中用實(shí)線(xiàn)表示。然后在光強(qiáng)度不變的條件下增大照射光的頻率，測(cè)出其光電流曲線(xiàn)在圖中用虛線(xiàn)表示，滿(mǎn)足題意是UIUIUIUI(4)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)例3:以波長(zhǎng)的紫外光照射金屬鈀表面產(chǎn)生光電效應(yīng)。已知鈀的紅限頻率為，則截止電壓_____________。解:(5)例4:分別以頻率為和的單色光照射某一光電管。(均大于紅限頻率);則當(dāng)兩種頻率的入射光的光強(qiáng)相等時(shí),所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能___;為阻止光電子到達(dá)陽(yáng)極,所加的遏止電壓___;所產(chǎn)生的飽和光電流____。(填>或<或=)>><量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)例5:當(dāng)波長(zhǎng)為300nm的光照射在某金屬表面時(shí)，光電子的動(dòng)能從0到。在上述實(shí)驗(yàn)中截止電壓

________V，此金屬紅限頻率________。(6)入射光子靜止電子散射光子反沖電子例6:如圖,設(shè)入射光頻率為0,散射光頻率為,反沖電子動(dòng)量為p,則反沖電子獲得的動(dòng)能Ek=______________;與入射光平行方向上的動(dòng)量守恒形式為_(kāi)___________。量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)例7:如圖,某金屬M(fèi)的紅限波長(zhǎng)為0=260nm,今用單色紫外線(xiàn)照射該金屬,發(fā)現(xiàn)有光電子放出,其中最大的光電子可以勻速直線(xiàn)地穿過(guò)互相垂直的均勻電場(chǎng)（場(chǎng)強(qiáng)為E=5103V/m）和均勻磁場(chǎng)（B=0.005T）區(qū)域;求:(1)光電子的最大速度v(2)單色紫外線(xiàn)的波長(zhǎng)解:(1)由題意知:電子所受靜電力與洛侖茲力相等(2)由愛(ài)因斯坦方程(7)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)德布羅意公式：三、粒子的波動(dòng)性例8:若粒子（q=2e）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，則其德布羅意波長(zhǎng)為_(kāi)___________。解：(8)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)例9:設(shè)氫原子的動(dòng)能等于氫原子處于溫度為T(mén)的熱平衡狀態(tài)時(shí)的平均動(dòng)能。氫原子質(zhì)量為m，那么此氫原子的德布羅意波長(zhǎng)為_(kāi)________。解:氫原子的自由度為3,每個(gè)自由度上的能量為kT/2,所以氫原子的動(dòng)能為(9)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)例10:當(dāng)電子(me為電子的靜止質(zhì)量)的動(dòng)能等于它的靜止能量時(shí),它的德布羅意波長(zhǎng)是=____________。解：(10)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)四、不確定關(guān)系1.位置和動(dòng)量的不確定關(guān)系：微觀(guān)粒子在某個(gè)方向上的坐標(biāo)和動(dòng)量不能同時(shí)準(zhǔn)確地確定，其中一個(gè)不確定量越小，另一個(gè)不確定量就越大。2.能量和時(shí)間的不確定關(guān)系要求：會(huì)簡(jiǎn)單估算，采用試卷中給出的公式。(11)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)例12:波長(zhǎng)的光沿x軸正方向傳播,光的波長(zhǎng)不確定量,則利用不確定關(guān)系式,可得光子的x坐標(biāo)的不確定量至少為_(kāi)_________。取等號(hào)例11:如果一個(gè)粒子沿x軸運(yùn)動(dòng),其位置的不確定量等于該粒子的德布羅意波長(zhǎng),則同時(shí)確定這個(gè)粒子的速度不確定量與速度的比值_______（用）(12)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)五、波函數(shù)1.德布羅意波：概率波2.波函數(shù)：復(fù)數(shù)a.波函數(shù)的物理意義：粒子在t時(shí)刻，在(x,y,z)處dV體積元內(nèi)出現(xiàn)的概率。：粒子在t時(shí)刻，在(x,y,z)處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率，即概率密度。b.波函數(shù)的歸一化條件：c.波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化條件：?jiǎn)沃?、連續(xù)和有限(13)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)六、薛定諤方程1.注意一維無(wú)限深方勢(shì)阱與勢(shì)壘穿透結(jié)論中量子物理與經(jīng)典物理不同的地方。如：1)能量量子化；2)零點(diǎn)能；3)概率密度分布；4)粒子運(yùn)動(dòng)中可能進(jìn)入勢(shì)能大于其總能量的區(qū)域(即勢(shì)壘穿透)。(14)一維定態(tài)薛定諤方程量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)例13:已知粒子在一維矩形無(wú)限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng),其波函數(shù)為。則粒子在5a/6處出現(xiàn)的概率密度為2.給出波函數(shù)，計(jì)算粒子出現(xiàn)的概率。1)首先確定波函數(shù)是否已歸一化;2)求概率。(15)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)例14:一質(zhì)量為m的粒子在自由空間繞一定點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，圓半徑為r。求粒子的波函數(shù)并確定其可能的能量值和角動(dòng)量值。解:取定點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，圓周所在的平面為xy平面。由于r和都是常量，所以只是方位角的函數(shù)。令表示定態(tài)波函數(shù),又因?yàn)閁=0,所以粒子的定態(tài)薛定諤方程式可變?yōu)榛?16)ryxzo量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)這一方程類(lèi)似于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程，其解為其中（1）式是的有限連續(xù)函數(shù)。要使其滿(mǎn)足在任一給定值時(shí)為單值，就需要(1)(2)(17)由此得(3)或（3）式給出ml必須是整數(shù),即量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)為了求出式中A的值，注意到粒子在所有值范圍內(nèi)的總概率為1--歸一化條件，由此得(18)于是有將此值代入(1)式，得和ml相對(duì)應(yīng)的定態(tài)波函數(shù)為量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)最后得粒子的波函數(shù)為由（2）式可得此式說(shuō)明，由于ml

是整數(shù)，所以粒子的能量只能取離散的值。這就是說(shuō)，這個(gè)做圓周運(yùn)動(dòng)的粒子的能量“量子化”了。在這里，能量量子化這一微觀(guān)粒子的重要特征很自然地從薛定鄂方程和波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件得出了。ml稱(chēng)為量子數(shù)。(19)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)即角動(dòng)量也量子化了，而且等于的整數(shù)倍。根據(jù)能量和動(dòng)量關(guān)系有，而此處，再由圓周運(yùn)動(dòng)的粒子的角動(dòng)量（此角動(dòng)量矢量沿z軸方向）為(20)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)七、原子中的電子1.四個(gè)量子數(shù)，取值范圍，物理意義。1)主量子數(shù)，它決定原子系統(tǒng)的能量。2)軌道量子數(shù)(副量子數(shù),角量子數(shù))分別代表K，L，M，N等殼層。它決定電子的軌道角動(dòng)量的大小。分別代表s，p，d，f等次殼層。3)磁量子數(shù)決定電子軌道角動(dòng)量在z方向的投影。4)自旋磁量子數(shù)決定電子自旋角動(dòng)量在z方向的投影。(21)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)3.氫原子光譜2.電子自旋1)能級(jí)2)躍遷公式使基態(tài)氫原子電離的電離能:4)巴爾末公式：3)波數(shù)：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度包含的完整波的數(shù)目。證明電子自旋的實(shí)驗(yàn)：施特恩—格拉赫實(shí)驗(yàn)自旋量子數(shù)自旋角動(dòng)量(22)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)5)氫原子光譜的譜線(xiàn)系a.萊曼系：位于紫外區(qū)b.巴爾末系：位于可見(jiàn)光區(qū)c.帕邢系：位于紅外區(qū)6)極限譜線(xiàn)：(23)量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)EnEkE1解：譜線(xiàn)的光子能量為k=2時(shí)例15:氫光譜,巴爾末系中有一譜線(xiàn)=4878?；與這譜線(xiàn)對(duì)應(yīng)的光子能量_______________eV；該譜線(xiàn)由En=____________eV

躍遷到Ek=_________eV

。

h=6.63×10-34J·se=1.6×10-19C(24)2.55-3.4-0.85量子物理基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)2.泡利不相容原理八、原子核外電子的排布1.四個(gè)量子數(shù)代表一個(gè)量子態(tài)。3.能量最小原理例16:原子內(nèi)電子的量子態(tài)由n,l,ml,ms

四個(gè)量子數(shù)表示。當(dāng)n,l,ml

一定時(shí),不同的量子態(tài)數(shù)目為_(kāi)__;當(dāng)n,l,一定時(shí),不同的量子態(tài)數(shù)目為_(kāi)_________;當(dāng)n

一定時(shí)不同的量子態(tài)數(shù)目為_(kāi)_______。