2015_量子力学习题
波长变长--------------1 分
10: 1/ 3 ----------------3 分
11: 0.0549----------------3 分
12: 粒子在 t 时刻在(x,y,z)处出现的概率密度-------------2 分
单值、有限、连续---------------------------------------------1 分
0 得:
B
=
k 0;
=
nπ a
,
n
= 1、2、3……
ψn
所以有:
(x)
=
A
sin
⎛ ⎜⎝
nπ a
⎞ ⎟⎠
,
n
= 1、2、3……
∫ ∫ ∫ +∞ψ (x) 2 dx = a ψ (x) 2 dx = a A2 sin 2 ⎜⎛ nπ ⎟⎞dx = 1
归一化条件: −∞
0
0
⎝a⎠
A=
所以:
2 a
ψn
,即:
的状态跃迁到上述定态时,所发射的光子的能量为
(A) 2.56 eV
(B) 3.41 eV
(C) 4.25 eV
(D) 9.95 eV
[
]
6: 若α粒子(电荷为 2e)在磁感应强度为 B 均匀磁场中沿半径为 R 的圆形轨道运动,
则α粒子的德布罗意波长是
(A) h /(2eRB)
(B) h /(eRB)
(2) 由上一问可得 v = 2eRB / mα
对于质量为 m 的小球:
λ= h mv
= h ⋅ mα 2eRB m
= mα m
⋅ λα =6.64×10-34 m-----------3 分
2:解:先求粒子的位置概率密度:
ψ (x) 2 = (2 / a) sin 2 (πx / a) = (2 / 2a)[1 − cos(2πx / a)] --------------------2 分
(A) 25 cm
[
]
(B) 50 cm
(C) 250 cm
(D) 500 cm
10:将波函数在空间各点的振幅同时增大 D 倍,则粒子在空间的分布概率将
(A) 增 大 D2 倍
(B) 增 大 2D 倍
(C) 增 大 D 倍
(D) 不 变
[
]
11:下列各组量子数中,哪一组可以描述原子中电子的状态?
(A)
2μE / h 2
d 2ψ ,则方程为: dx2
+ k 2ψ
=0
通解为: ψ (x) = Asin kx + B cos kx
由波函数的连续性可知,在 x = 0 、 x = a 处 ψ (x) = 0 ,即:
ψ (x) = ψ (x) =
Asin 0 + B cos 0 = 0
Asin(ka) + B cos(ka) =
R 的圆周运动,那末此照射光光子的能量是:
hc (A) λ0
(B)
hc λ0
+ (eRB)2 2m
(C)
hc λ0
+ eRB m
hc (D) λ0 + 2eRB
[
]
3: 在康普顿效应实验中,若散射光波长是入射光波长的 1.2 倍,则散射光光子能量ε
与反冲电子动能 EK 之比ε / EK 为
(A) 2
(C) 1/(2eRBh)
(D) 1/(eRBh)
[
]
7:如果两种不同质量的粒子,其德布罗意波长相同,则这两种粒子的
(A) 动 量 相 同
(B) 能 量 相 同
(C) 速 度 相 同
(D) 动 能 相 同
[
]
ψ (x) = 1 ⋅ cos 3πx
8:已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动,其波函数为:
a
解粒子的归一化波函数和粒子的能量。
一、选择题 1:D 2:B 3:D 4:C 5:A 6:A 7:A 8:A 9:C 10:D 11:B
二、填空题 1: 2.5---------------------2 分; 4.0×1014-----------2 分 2: 1.5×1019 ------------3 分 3: 1.5 --------------------3 分 4: 不变-----------------1 分; 变长----------------1 分; 5: -0.85---------------2 分; -3.4----------------2 分 6: 6----------------------2 分; 973----------------2 分 7: 10.2-------------------3 分 8: 1-----------------------2 分; 2----------------2 分 9: 6.56×1015 Hz-------3 分
最大动能为_________eV。
4:某一波长的 X 光经物质散射后,其散射光中包含波长________和波长__________的
两种成分,其中___________的散射成分称为康普顿散射。
5:在氢原子发射光谱的巴耳末线系中有一频率为 6.15×1014 Hz 的谱线,它是氢原子从
能级 En =__________eV 跃迁到能级 Ek =__________eV 而发出的。 6:在氢原子光谱中,赖曼系(由各激发态跃迁到基态所发射的各谱线组成的谱线系)的
一、选择题
1:已知一单色光照射在钠表面上,测得光电子的最大动能是 1.2 eV,而钠的红限波长
是 5400 Å,那么入射光的波长是
(A) 5350 Å
[
]
(B) 5000 Å
(C) 4350 Å
(D) 3550 Å
2:在均匀磁场 B 内放置一极薄的金属片,其红限波长为λ0。今用单色光照射,发现有 电子放出,有些放出的电子(质量为 m,电荷的绝对值为 e)在垂直于磁场的平面内作半径为
动。(1) 试计算其德布罗意波长;(2) 若使质量 m = 0.1 g 的小球以与α粒子相同的速率运动。 则其波长为多少?(α粒子的质量 mα =6.64×10-27 kg,普朗克常量 h =6.63×10-34 J·s,基本 电荷 e =1.60×10-19 C)
2:已知粒子在无限深势阱中运动,其波函数为 ψ (x) = 2 / a sin(πx / a) (0≤x≤a),求
由题可知α 粒子受磁场力作用作圆周运动: qvB = mαv 2 / R , mαv = qRB
又 q = 2e 则: mαv = 2eRB ----------------4 分
故:
λα = h /(2eRB) = 1.00 ×10−11 m = 1.00 ×10−2 nm -------------3 分
2a ( -
a≤x≤a ),那么粒子在 x = 5a/6 处出现的概率密度为
(A) 1/(2a)
[
]
(B) 1/a
(C) 1/ 2a
(D) 1/ a
9:波长λ =5000 Å 的光沿 x 轴正向传播,若光的波长的不确定量Δλ =10-3 Å,则利用不
确定关系式 Δpx Δx ≥ h 可得光子的 x 坐标的不确定量至少为:
ms
n = 2,l = 2,ml = 0,
=
1 2
(B)
n
=
3,l
=
1,ml
ms
=-1,
=
−1 2
(C)
n
=
1,l =
2,ml
=
m
1,
s
=
1 2
(D)
n
=
1,l
=
0,ml
=
m
1,
s
=
−1 2
[
]
[
]
二、填空题
1:当波长为 3000 Å 的光照射在某金属表面时,光电子的能量范围从 0 到 4.0×10-19 J。
能量为 E2 的概率为
2
2
P2 =
1 10
+
2 10
=3 10 ---------------------1 分
能量为 =3 10 ---------------------1 分
能量的平均值为: E = P1E1 + P2 E2 + P3E3 -----------------------2 分
速,h 为普朗克常量)。当电子的动能等于它的静止能量时,它的德布罗意波长是λ =______λc。 11:在戴维孙——革末电子衍射实验装置中,自热
阴极 K 发射出的电子束经 U = 500 V 的电势差加速后投射到晶
体上。这电子束的德布罗意波长λ =___________nm。
K
φ G
φ
U
Ψ (rv1,2t:) 须设满描足述的微条观件粒是子_运__动_的__波__函__数__为___Ψ__(_rv_,_t)_,;则其Ψ归Ψ一*化表条示件__是________________________________________。;
8:被激发到 n =3 的状态的氢原子气体发出的辐射中,
有______条可见光谱线和_________条非可见光谱线。
9:当一个质子俘获一个动能 EK =13.6 eV 的自由电子组成一个基态氢原子时,所发出的 单色光频率是______________。
10:令 λc = h /(mec) (称为电子的康普顿波长,其中 me 为电子静止质量,c 为真空中光
其中: E1 = 13.6eV 、 E2 = −3.4eV 、 E3 = −1.51eV -----------------3 分
2
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