量子物理基础总结

练习二十六

班级______________学号____________姓名________________

练习 二十六 一、选择题

1． 下列哪一能量的光子，能被处在n=2的能级的氢原子吸收？ （ ） （A）1.50eV； （B）1.89eV； （C）2.16eV； （D）2.41eV； （E）2.50eV。 2． 光谱系中谱线的频率（如氢原子的巴尔末系） （ ） （A）可无限制地延伸到高频部分； （B）有某一个低频限制； （C）可无限制地延伸到低频部分； （D）有某一个高频限制； （E）高频和低频都有一个限制。

3． 关于辐射，下列几种表述中哪个是正确? （ ） （A）只有高温物体才有辐射； （B）低温物体只吸收辐射；

（C）物体只有吸收辐射时才向外辐射； （D）任何物体都有辐射。

4． 光电效应中光电子的初动能与入射光的关系是 （ ） （A）与入射光的频率成正比； （B）与入射光的强度成正比； （C）与入射光的频率成线性关系； （D）与入

第十章 量子物理基础

第十章 量子物理基础

本章提要

1． 光的量子性

· 物体由于自身具有一定温度而以电磁波的形式向周围发射能量的现象称热辐射。

· 在任何温度下都能全部吸收照射到它表面上的各种波长的光（电磁波），则这种物体称为绝对黑体，简称黑体。

· 单位时间内物体单位表面积发出的包括所有波长在内的电磁波的辐射功率，称为辐射出射度。

2． 维恩位移定律

· 在不同的热力学温度T下，单色辐射本领的实验曲线存在一个峰值波长λm，维恩从热力学理论导出T和λm满足如下关系

λmT=b

其中b是维恩常量。

3． 斯忒藩—玻尔兹曼定律

· 斯忒藩—玻尔兹曼定律表明黑体的辐射出射度M与温T的关系

M??T4

其中s为斯忒藩—玻尔兹曼常量。对于一般的物体

M???T4

e称发射率。

4． 黑体辐射

· 黑体辐射不是连续地辐射能量，而是一份份地辐射能量，并且每一份能量与电磁波的频率?成正比，这种能量分立的现象被称为能量的量子化，每一份最小能量E=hv被称为一个量子。黑体辐射的能量为E=nhv，其中n＝1，2，3，…，等正整数，h为普朗克常数。

· 普朗克黑体辐射公式简称普朗克公式

2πhc21Ml(T)=

λ5ehc/λkT-1第十章 量子物理

第一章 小结

1． 经典物理的困难 黑体辐射，光电效应，原子光谱线系 2． 旧量子论 <1>普朗克能量子论

<2>爱因斯坦对光电效应的解释,光的波粒二象性光电效应的规律

爱因斯坦公式

光子能量动量关系

<3>玻尔的原子理论

定态的假设, 频率条件

3.微观粒子的波粒二象性,德布罗意关系

, 量子化条件

戴维孙,革末等人的电子衍射实验验证了德布罗意关系 4． 量子力学的建立

物质波——>薛定谔方程——>非相对论量子力学——>相对论量子力学——>量子场论

第二章 小结

一． 波函数的统计解释. (量子力学―基本假设)

为几率波。 几率密度

满足连续性，有限性，单值性。

二． 态叠加原理：

态叠加原理是微观例子具有波动性的体现。经典粒子的态是具有正交性。 三． 薛定谔方程 (量子力学――基本假设) （1）.薛定谔方程是基本假定，是建立的不是推导的 （2）.薛定谔方程是线性方程 四． 定态薛定谔方程 定态：能量有确定的值

定态波函数

定态薛定谔方程

定态

课堂讲稿 基础物理学 第六章 量子物理基础 第27讲

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第六部分 量子物理基础 习题：

?1.从普朗克公式推导斯特藩玻尔兹曼定律。（提示：?0xx3e?1dx??415）

??解：M0(T)??M0(?,T)d??0?2?hc?02?51hcd?

ek?T?1令

hck?T?x，则d????hckTx2dx，所以

M0(T)?0?2?hc?022?51hcd?hckTx2ek?T?1kTxhc???2?hc(?)35x1e?1dx(?)dx?2?khc2?1545342T4?e042xx?14

??k5hc?T??T证毕。

2.实验测得太阳辐射波谱中峰值波长?m?490nm，试估算太阳的表面温度。 解：由维恩位移定律T?m?b得到

?3T?b?m?2.897?10490?10?9＝5.91?10K

33.波长为450nm的单色光射到纯钠的表面上（钠的逸出功A＝2.29eV），求： （1）这种光的光子能量和动量； （2）光电子逸出钠表面时的动能。

hc6.63?10?34解：（1）E?hv????3?10－98450?10＝4.42?10－19J＝2.76eV

p＝h?＝6.63?10450?10?34?9＝1.47?10－27kg?m/s

（2）由爱因斯坦光电效应方程，得光电子的初动能为

Ek?h

一、选择题（将所选答案填入下面的空中）

1． 下面的各种物体如果对光都没有透射，那么，哪一个是绝对黑体？

A．不辐射可见光的物体； B．不辐射任何光线的物体； C．不反射可见光的物体； D．不反射任何光线的物体。 2． 绝对黑体的辐射本领，对不同物体在不同温度下是否相同？

A.不同，随不同物体改变，但与温度无关； B.不同，随物体和温度而改变； C.不同，随温度升高而增大，但与物体无关； D.不同，随温度升高而减小，但与物体无关．

3． 降低黑体温度，使其辐射的峰值波长为原来的2倍，这时其总发射本领是原来的

A.2倍； B.1/2倍； C.1/4倍； D.1/16倍。 4． 实验发现热辐射的波长与温度有关，它们的关系是

A．温度越高，辐射波长越短； B．温度越高，辐射波长越长； C．温度越低，辐射波长越短； D．温度与波长变化呈线性关系。 5． 原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射

A.绝大多数散射角近180o； B.α粒子只偏2o～3o；

C.以小角散射为主，也存在大角散射； D.以大角散射为主，也存在小角散射． 6． 用动能为2MeV的α粒子束轰击一金箔做散射实验，在某一位置每分钟

一、选择题（将所选答案填入下面的空中）

1． 下面的各种物体如果对光都没有透射，那么，哪一个是绝对黑体？

A．不辐射可见光的物体； B．不辐射任何光线的物体； C．不反射可见光的物体； D．不反射任何光线的物体。 2． 绝对黑体的辐射本领，对不同物体在不同温度下是否相同？

A.不同，随不同物体改变，但与温度无关； B.不同，随物体和温度而改变； C.不同，随温度升高而增大，但与物体无关； D.不同，随温度升高而减小，但与物体无关．

3． 降低黑体温度，使其辐射的峰值波长为原来的2倍，这时其总发射本领是原来的

A.2倍； B.1/2倍； C.1/4倍； D.1/16倍。 4． 实验发现热辐射的波长与温度有关，它们的关系是

A．温度越高，辐射波长越短； B．温度越高，辐射波长越长； C．温度越低，辐射波长越短； D．温度与波长变化呈线性关系。 5． 原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射

A.绝大多数散射角近180o； B.α粒子只偏2o～3o；

C.以小角散射为主，也存在大角散射； D.以大角散射为主，也存在小角散射． 6． 用动能为2MeV的α粒子束轰击一金箔做散射实验，在某一位置每分钟

当经典物理遇上量子力学

量子力学来源于那晴朗天空中的两朵乌云之一，正是那朵乌云引起了人们对物理世界的重新认识。量子力学的重要性不亚于当年的牛顿力学，其在物理学史上具有划时代意义，对于研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质具有重要的作用。 此前经典物理曾取得了一系列的重大成就，然而在19 世纪末，德国物理学家维恩发现的热辐射理论却是用经典物理所无法解释的，正是这一成果促进了量子力学的产生。从此出现了一门与经典力学不同的理论的诞生。

量子力学与经典力学的核心差异在于对粒子与波的认识。经典力学认为粒子与波是完全不同的，两者毫无联系，相互独立。而量子力学认为物质具有波粒二象性，统一了粒子与波。

对于经典物理的基本观念有连续性，因果性，确定性。我们可以用r,p,t等物理量来准确的描述物体的运动状态等。但量子力学的思想在于不连续性，不因果性，不确定性。不连续性是指物质和能量都有最小的单位，是一份一份的;不确定性认为人们无法同时给定物质所有的参数，一个知道的越详细，另一个就越不准确；不因果性则是即使你知道所有参数（虽然理论上不能），你得到的也只是个概率的结果。于是量子力学采用波函数来描述粒子的状态，量子力学中的力学量可以用由满足一定条

量子物理基础

基本内容

一．量子假说和光的量子性

1． 普朗克量子假说

频率为?的带电谐振子只能处于能量为一最小能量?的整数倍的状态，?=h?，h称为普朗克常数。在辐射或吸收能量时振子从这些状态之一跃迁到其它状态。

2． 光电效应、光子假说

(1)光电效应：光照射到金属表面，立刻有电子称为光子逸出金属的现象。 (2)爱因斯坦光子假说

光是粒子流，这种粒子称为光子，光子运动速度为c，对频率为?的单色

光的光子能量??h?，光的能流密度S决定于单位时间通过单位面积的光子数

N，即S?Nh?。

(3)光电子的产生和爱因斯坦光电效应方程

光照射到金属表面，一个光子被金属中的电子吸收，电子获得光子全部能量，一部分用以克服金属逸出功而离开金属表面形成光电子，因此爱因斯坦光电效应方程： h??式中

12mv?W 212

mv是光电子的最大初动能，W是金属逸出功，W?eU，U是该金属2

的逸出电位。

单位时间产生的光电子数应随能流密度S的增加而增加，光电子最大初动

121

能与入射单色光的频率成线性关系，即

12mv?h??W，当入射频率2???0?U0（红限频率）时不发生光电效应。

(4)光电效应实验——鉴

姓名 __________ 学号 ____________ 《大学物理Ⅱ》答题纸 第十三章

第十三章 量子物理基础Ⅰ (黑体辐射、光电效应、康普顿效应、玻尔理论、波粒二象性、波函数、不确定关系) 一. 选择题

[ D ]1. 当照射光的波长从4000 ?变到3000 ?时，对同一金属，在光电效应实验中测得的遏止电压将： (A) 减小0.56 V． (B) 减小0.34 V．

(C) 增大0.165 V． (D) 增大1.035 V． ［ ］

--(普朗克常量h =6.63×1034 J·s，基本电荷e =1.60×1019 C)

解题要点:

??Ua?hhcc(v2?v1)?(?) ee?2?1MB? (T)(A)T1T2MB? (T)T2(C)T1?(D)(B)MB? (T)T2T1MB? (T)T1T2[ C ]2. 下面四个图中，哪一个正确反映黑体单色辐出度MB?(T)随??和T的变