量子力学简答题波粒二象性

1. 哪些实验表明电子具有自旋现象？举例说明电子具有自旋。

电子的自旋是在实验事实的基础上以假设方式提出的。

实验事实： ① 原子的精细结构 ② 塞曼效应 ③ 斯特恩－盖拉赫实验 ——3分 斯特恩－革拉赫实验：

现象：K射出的处于S态的氢原子束通过狭缝BB和不均匀磁场，最后射到照相片PP上，实验结果是照片上出现两条分立线。——2分 解释：对于基态氢原子，l?0,没轨道角动量，因此与磁矩无相互作用， ?应连续变化，照片上应是一连续带，但实验结果只有两条, 说明Mz是空间量子化的，只有两个取向cos???1，所以原子所具有的磁矩是电子固有磁矩,即自旋磁矩。 ——2分

2. 为什么说轨道角动量具有空间量子化现象？画出l =3 时角动量空间量子化分布图。

因为轨道角动量及其分量是取分离值，而不能取任意值。——3分

——4分

1. 解释斯特恩-革拉赫实验。

答：斯特恩－革拉赫实验能够说明电子具有自旋角动量：

基态氢原子束通过不均匀磁场时，射到照相片，出现两条分立线。 ——3分

? 如磁矩M在空间可取任何方向，照片上应是一连续带，但实验结果只

1. 哪些实验表明电子具有自旋现象？举例说明电子具有自旋。

电子的自旋是在实验事实的基础上以假设方式提出的。

实验事实： ① 原子的精细结构 ② 塞曼效应 ③ 斯特恩－盖拉赫实验 ——3分 斯特恩－革拉赫实验：

现象：K射出的处于S态的氢原子束通过狭缝BB和不均匀磁场，最后射到照相片PP上，实验结果是照片上出现两条分立线。——2分 解释：对于基态氢原子，l?0,没轨道角动量，因此与磁矩无相互作用， ?应连续变化，照片上应是一连续带，但实验结果只有两条, 说明Mz是空间量子化的，只有两个取向cos???1，所以原子所具有的磁矩是电子固有磁矩,即自旋磁矩。 ——2分

2. 为什么说轨道角动量具有空间量子化现象？画出l =3 时角动量空间量子化分布图。

因为轨道角动量及其分量是取分离值，而不能取任意值。——3分

——4分

1. 解释斯特恩-革拉赫实验。

答：斯特恩－革拉赫实验能够说明电子具有自旋角动量：

基态氢原子束通过不均匀磁场时，射到照相片，出现两条分立线。 ——3分

? 如磁矩M在空间可取任何方向，照片上应是一连续带，但实验结果只

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量子物理引言

一、物理学的分支及发展的总趋势物理学经典物理-力学、热学、电磁学、光学；现代物理-相对论、量子论、非线性物理学；

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量子物理引言

二、关键概念的发展历史

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量子物理引言

三、近年来的发展 粒子物理高能加速器产生新粒子，已发现300种。麦克斯韦理论、狄拉克量子电动力学、规范场理论、重整化方法。 天体物理运用物理学实验方法和理论对宇宙各种星球进行观测和研究，从而得出相应的天文规律的学科。应用经典、量子、广义相对论、等离子体物理和粒子物理。

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量子物理引言

三、近年来的发展 存在的问题太阳中微子短缺问题；引力波存在的问题；物体的速度能否超过光速的问题； 生物物理有机体遗传程序的研究有机体遗传程序的研究(须运用量子力学、统计物理、非平衡热力学、X射线、电子能谱和核磁共振技术等)。

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量子物理引言

四、物理学发展的总趋向 学科之间的大综合。 相互渗透结合成边缘学科。例如：生物物理、生物化学、物理化学、量子化学、量子电子学、量子统计力学、固体量子论。

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量子力学的经典解答题

量子力学基础简答题

1、简述波函数的统计解释；

2、对“轨道”和“电子云”的概念，量子力学的解释是什么？

在自身表象中的矩阵表示有何特点？ 3、力学量G

4、简述能量的测不准关系；

1(x,y,z) 5、电子在位置和自旋Sz表象下，波函数 (x,y,z) 如何归一化？解释各项的几率意义。

2

6、何为束缚态？

(r,t) (r,t)状态中测量力学量F的可能7、当体系处于归一化波函数所描述的状态时，简述在

值及其几率的方法。

8、设粒子在位置表象中处于态 (r,t),采用Dirac符号时，若将 (r,t)改写为不妥？采用Dirac符号时，位置表象中的波函数应如何表示？ 9、简述定态微扰理论。

10、Stern—Gerlach实验证实了什么？ 11、一个物理体系存在束缚态的条件是什么？ 12、两个对易的力学量是否一定同时确定？为什么？ 13、测不准关系是否与表象有关？

(r,t)

有何

14、在简并定态微扰论中，如H

(0)

(0)

的某一能级En，对应f个正交归一本征函数 i（i=1，2， ，

f），为什么一般地 i不能直接作为H

15、在自旋态 1

2

0 H 的零级近似波函数？ H

)2 ( S)2是多少？ 的测不准关系(

3-5-2波粒二象性 原子结构与原子核

一、选择题

1．(2011·天津)下列能揭示原子具有核式结构的实验是( ) A．光电效应实验 C．α粒子散射实验 [答案] C

[解析] ①光电效应实验揭示了光具有粒子性，故A错误； ②伦琴射线是原子内层电子能级跃迁产生，故B错误；

③α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构．因为绝大部分α粒子不偏转，极少数α粒子发生了大角度散射．故C正确；

④氢原子光谱的发现揭示了氢原子能量分布是不连续的．故D错误． 2．(2011·北京)表示放射性元素碘131(131 53I)β衰变的方程是( )

1274A.131 53I→ 51Sb＋2He 1301C.131 53I→ 53I＋0n

131 0

B.131 53I→ 54Xe＋－1e 1301D.131 53I→ 52Te＋1H

B．伦琴射线的发现 D．氢原子光谱的发现

[答案] B

[解析] β衰变释放的是电子 －01e，A、C、D错误，B正确．

3．(2011·重庆)核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的

微观粒子波粒二象性的物理本质

——剖析光子的静止质量与不等于零的实验结果

（作者：夏烆光， 江 欣）

【提 要】：本文从普朗克长度和普朗克时间的定义出发，用《广义时空相对论》给出的光子静止质量计算公式，并结合多位物理学家的实验结果，系统地讨论了光子的静止质量，以及静止质量不等于零的物理意义；进而指出了量子力学波函数的叠加原理与微观粒子波粒二象性的物理本质。坦率地说，这些学术观点对于正确认识狭义相对论、量子力学态的叠加原理与波粒二象性的物理本质，具有重要的学术价值。

【关键词】：普朗克长度 普朗克时间 波粒二象性 广义时空相对论 狭义相对论 光子的静止质量 质量单

元 康普顿波长 机率波动频率 态的叠加原理

引 言

普朗克质量的意义，大约是一个“史瓦西半径”等同于“康普顿波长”的“黑洞”所包含的质量。这个黑洞的半径就是一个普朗克长度。透过思想实验指出（请注意，思想实验是建立在传播速度为无穷大的绝对主义时空观念之上！）：想像要测量一个物体的位置，需要用投射到该物体之上的反射光。如果要求提高位置的测量精度，必须使用更短波长的光子。这就意味着光子的能量要更高。如果光子的能量高到一定程度，它们撞到物体时会产生黑洞。这个黑洞可以“吞噬”光子而导致

3-5-2波粒二象性 原子结构与原子核

一、选择题

1．(2011·天津)下列能揭示原子具有核式结构的实验是( ) A．光电效应实验 C．α粒子散射实验 [答案] C

[解析] ①光电效应实验揭示了光具有粒子性，故A错误； ②伦琴射线是原子内层电子能级跃迁产生，故B错误；

③α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构．因为绝大部分α粒子不偏转，极少数α粒子发生了大角度散射．故C正确；

④氢原子光谱的发现揭示了氢原子能量分布是不连续的．故D错误． 2．(2011·北京)表示放射性元素碘131(131 53I)β衰变的方程是( )

1274A.131 53I→ 51Sb＋2He 1301C.131 53I→ 53I＋0n

131 0

B.131 53I→ 54Xe＋－1e 1301D.131 53I→ 52Te＋1H

B．伦琴射线的发现 D．氢原子光谱的发现

[答案] B

[解析] β衰变释放的是电子 －01e，A、C、D错误，B正确．

3．(2011·重庆)核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的

光电效应 波粒二象性

[基础训练]

1．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图象中，符合黑体辐射规律的是( )

2．下列有关光的波粒二象性的说法正确的是( ) A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同样的一种粒子

C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 D．大量光子的行为往往显示出粒子性

3．(多选)光电效应实验的装置如图所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是( )

A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转 B．用绿光照射锌板，验电器指针会发生偏转 C．锌板带的是负电荷

D．使验电器指针发生偏转的是正电荷

4．对于爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，下面的理解中正确的是( )

A．只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有相同的初动能Ek

B．式中的W0表示每个光电子从金属中逸出过程中克服金属中正电荷引力所做的功 C．逸出功W0和极限频率νc之间应满足关系式W0＝hνc D．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比

1

5．关于光电效应，下列说法正确的是( ) A．极限频率越大的金属，其逸出功越大

B．只要光照射的时间足够长，任何

1.什么是粒组,粒组的划分原则是什么?现行规范对粒组的划分

答:工程上把大小相近的土粒合并为组,称为粒组;粒组间的分界线是人为划定的,划分时应使粒组界限与粒组性质的变化相适应,并按一定的比例递减关系划分粒组的界限值

2.什么是土的粒度成分?粒度成分的表示方法有哪些?土的粒度成分的测定方法有哪两种?,它们各适用于何种土类?

答:土的粒度成分是指途中各种不同粒组的相对含量(以干土重量的百分比表示);

表示方法:表格法 累计曲线法 三角坐标法

3.累计曲线在工程上有什么用途?

答:在工程上,常用累计曲线确定的土粒的两个级配指标值来判断土的级配情况.当同时满足不均匀系数Cu≥5和曲率系数Cc=1～3这两个条件时,土为级配良好的土;若不能同时满足,土为级配不良的土

4.常见的粘土矿物有哪些?它们的性质如何?

高岭石 蒙脱石 伊利石 水云母 ；对粘性土的塑性等影响很大

5.土的三相实测指标是什么?换算指标是什么?

答:土的密度 土的比重 土的含水量

土的孔隙比 土的孔隙率 土的饱和度 土的干密度 土的饱和密度 土的有效密度

6.土中的水对粘性土的性质有什么影响?

答:粘性土中水是控制其工程地质性质的重要因素,如粘性土的可塑性 压缩性及其抗剪性等,都直接或间

专题16 波粒二象性 原子结构和原子核（选修3-5）

【2015年高考命题预测】

本考点由于点多面广，考题难度不是很大，属必得部分，因而要求复习过程要扫清盲点，不留死角，同时由于各部分内容体现的能力与思想不同，考点出现的几率也不同，复习时应有所侧重，侧重点要与历年考试频率联系，应与体现能力相联系，还应与科技动向联系（探月卫星、氦3，射线、红外摄象、太阳风等），更应与近代物理发展趋势联系。对于光电效应、原子结构的认知过程以及原子核结构、核反应方程的书写等是本考点的重要知识点也是命题的重点。考察形式多以选择题和填空题出现，多要求定性分析，少见定量计算。因此理解知识的基础上就要求见多识广，所以在复习中要特别注意课本的重要性。课本是知识之源，对这部分内容一定要做到熟读、精读，并且要间隔一段时间就要简要复习一遍，绝不能留任何的死角，包括课后的阅读材料、小实验、小资料、相对论简介等，因为很多的信息题都是从这里取材的。“回归课本”“不回避陈题”是本部分的复习特点。不仅如此，搞清某一现象产生的本质，构建知识结构体系，根据已知的知识和物理事实、条件，对物理进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来，以求触类傍通。

波粒二象