1、大物下冊(cè)總復(fù)習(xí)（一）,中國石油大學(xué)東營校區(qū),2010年12月,紙上得來終覺淺， 絕知此事要躬行！,量子物理基礎(chǔ),一、重要基本概念：,1. 普朗克量子假說:,2. 愛因斯坦光子理論：,3. 光電效應(yīng)本質(zhì)：,4. 康普頓效應(yīng)本質(zhì)：,5. 玻爾氫原子理論三條基本假設(shè)：,6. 物質(zhì)波:,7. 不確定關(guān)系:,8. 波函數(shù):,9. 四個(gè)量子數(shù):,10. 泡利不相容原理:,11. 能量最小原理：,次殼層電子的數(shù)目,2（2l+1）,主量子數(shù)為n的電子層中，最多可容納2n2個(gè)電子。,外層電子能量高低由( n + 0.7 l )的大小決定。,1. 光電效應(yīng)方程：,二、 重要公式:,2. 康普頓效應(yīng)：,3. 里德伯

2、公式：,4. 氫原子：,5. 德布羅意波長：,6. 不確定關(guān)系：,三、重要數(shù)據(jù):,導(dǎo)帶電子，價(jià)帶空穴,固體的能帶理論,1. 了解滿帶、空帶、導(dǎo)帶、價(jià)帶等基本概念,2. 了解導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu),3. 掌握兩種雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理：,n型半導(dǎo)體的能帶,p型半導(dǎo)體的能帶,導(dǎo)帶電子，價(jià)帶空穴,n型半導(dǎo)體的能帶,n型半導(dǎo)體,導(dǎo)帶電子，價(jià)帶空穴,p型半導(dǎo)體,p型半導(dǎo)體的能帶,一、激光的特點(diǎn):,二、受激輻射和自發(fā) 輻射的特點(diǎn)：,五、激光器的組成：,高定向性、高單色性、相干性好、高亮度。,自發(fā)輻射的光波是非相干的。,受激輻射的光波是相干光 。,工作物質(zhì)、激勵(lì)能源、諧 振 腔,三、產(chǎn)生激光的必要條件

3、：,工作物質(zhì)在激勵(lì)能源的激勵(lì)下實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。,四、光學(xué)諧振腔的作用:,1 ) 產(chǎn)生并維持光振蕩，使光得到加強(qiáng)放大。 2 ) 提高激光的方向性。 3 ) 具有選頻作用，提高激光的單色性。,激 光,（高能級(jí)原子數(shù)要超過低能級(jí)原子數(shù)。）,1. 已知某單色光照射到一金屬表面產(chǎn)生了光電效應(yīng)。若此金屬的逸出電勢(shì)差為 U0 （使電子從金屬逸出需作功 e U0 ), 則此單色光的波長 必須滿足： A) hc / (eU0) . B) hc / (eU0) . C) eU0 /( hc ). D) eU0 /( hc ).,練習(xí)題,2. 用頻率為1 的單色光照射某一種金屬時(shí)，測(cè)得光電子的 最大動(dòng)能為EK1，用

4、頻率為2的單色光照射另一種金屬時(shí)， 測(cè)得光電子的最大動(dòng)能為EK2，如果 EK1 EK2，那么,3.某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的紅限波長為0，今以波長為（ 0）的單色光照射該金屬，金屬釋放出的電子（質(zhì)量為me）的動(dòng) 量大小為:,4. 關(guān)于光電效應(yīng)有下列說法： (1) 任何波長的可見光照射到任何金屬表面都能產(chǎn)生光電效應(yīng). (2) 若入射光的頻率都大于一給定金屬的紅限, 則該金屬分別受到不同頻率的光照射時(shí),釋出的光電子的最大初動(dòng)能也不同. (3) 若入射光的頻率都大于一給定金屬的紅限, 則該金屬分別受到不同頻率,但強(qiáng)度相等的光照射時(shí), 單位時(shí)間釋出的光電子數(shù)一定相等. (4) 若入射光的頻率都大于一給定金屬

5、的紅限, 則當(dāng)入射光的頻率不變,而強(qiáng)度增大一倍時(shí),該金屬的飽和光電流也增大一倍. 其中正確的是 . A. (1), (2), (3). B. (2), (3), (4). C. (2), (3). D. (2), (4).,5. 以一定頻率的單色光照射到某金屬,測(cè)出其光電流的曲線如圖中實(shí)線所示,然后在光強(qiáng)度不變的條件下,增大光的頻率,測(cè)出其光電流的曲線如圖中的虛線所示.則滿足題意的圖是 ,6 . 以一定頻率的單色光照射到某金屬,測(cè)出其光電流的曲線如圖中實(shí)線所示, 然后保持頻率不變，增大光強(qiáng), 測(cè)出其光電流的曲線如圖中的虛線所示. 則滿足題意的圖是 ,7. 在 x 散射實(shí)驗(yàn)中，若散射光波長是入射

6、光波長的 1.2 倍 ，則入射光光子能量與散射光光子能量之比0 / 為 A) 0. 8 B)1. 2 C) 1. 6 D)2. 0,8. 在康普頓效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，若散射光波長是入射光波長的1.2倍， 則散射光光子能量與反沖電子動(dòng)能Ek之比/ Ek為,A) 2 B) 3 C) 4 D) 5,10. 用頻率為 1 的單色光照射某金屬時(shí), 測(cè)得飽和電流為 I1 . 用頻率為 2 的單色光照射某金屬時(shí), 測(cè)得飽和電流為 I2 . 若 I1 I2 ,則 A. 1 2 . B. 1 2 . C. 1 = 2 . D. 1 , 2的關(guān)系還不能 確定.,11. 根據(jù)玻爾理論，氫原子在 n = 5 軌道上的動(dòng)量矩與

7、在第一激發(fā)態(tài)的軌道動(dòng)量矩之比為： A. 5 / 2 .B. 5 / 3 .C. 5 / 4 . D. 5 .,12. 若粒子（電量為 2 e ）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的均勻磁場中沿半徑為 R 的圓形軌道運(yùn)動(dòng)，則 粒子的德布羅意波長為 。 A. h / ( 2 e R B ) . B. h / ( e R B ) . C. 1 / ( 2 e R B h ) . D。 1 / ( e R B h ) .,13. 要使處于基態(tài)的氫原子受激發(fā)后，能發(fā)射萊曼系的最長波長的譜線，至少應(yīng)向基態(tài)氫原子提供的能量是 。 A) 1. 5 eV . B) 3. 4 eV . C) 10. 2 eV .D) 13.

8、6 eV.,14.,20. 若有兩種不同質(zhì)量的粒子，其德布羅意波長相同，則這兩種粒子的 A) 動(dòng)量相同。 B) 能量相同。C) 速度相同。D) 動(dòng)能相同。,21. 原子的 K 殼層中，電子可能具有的量子數(shù) （ n, l, ml, mS) 是 A) ( 1, 1, 0, -1/2 ) B) ( 1, 0, 0, 1/2 ) C) ( 2, 0, 1, -1/2 ) D) ( 1, 0, 1, 1/2 ),1,0, 或 -,A,設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)圖線分別如圖(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中確定粒子動(dòng)量的精確度最高的波函數(shù)是哪個(gè)圖？,24、,(A),(B),(C),(D),25、（本題3

9、分） 在均勻磁場B內(nèi)放置一極薄的金屬片，其紅限波長為0今用單色光照射，發(fā)現(xiàn)有電子放出，有些放出的電子(質(zhì)量為m，電荷的絕對(duì)值為e)在垂直于磁場的平面內(nèi)作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，那末此照射光光子的能量是：,(A),(B),(C),(D),B,26、（本題5分）（4412） 處于基態(tài)的氫原子被外來單色光激發(fā)后發(fā)出的光僅有三條譜線，問此外來光的頻率為多少？ (里德伯常量R =1.097107 m-1),解：由于發(fā)出的光線僅有三條譜線，按：,n =3，k =2 得一條譜線 n =3，k =1 得一條譜線 n =2，k =1 得一條譜線 可見氫原子吸收外來光子后，處于n =3的激發(fā)態(tài)以上三條光譜線中，頻率最

10、大的一條是：,=2.921015 Hz 這也就是外來光的頻率,解：先求粒子的位置概率密度,28、（本題5分）（4526） 粒子在一維矩形無限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng)，其波函數(shù)為：,(0 x a),若粒子處于n =1的狀態(tài)，它在 0a /4區(qū)間內(nèi)的概率是多少？,解：,粒子位于0 a/4內(nèi)的概率為：,=0.091,返回,32. 已知?dú)湓庸庾V的某一線系的極限波長為 3647 埃，其中有一譜線波長為 6565 埃，求與該波長相應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)能級(jí)的能量（ R= 1. 097 107 m -1 ).,33. 粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B= 0. 025 T 的均勻磁場 中沿半徑為 R = 0. 83 cm 的圓形軌道運(yùn)動(dòng)

11、。 （1）計(jì)算其德布羅意波長。 （2） 若使質(zhì)量 m = 0. 1 g 的小球以與 粒子相同的速率運(yùn)動(dòng)，則其波長為多少？ （m =6. 6410 -27 kg ),34. 已知某電子的德布羅意波長和光子的波長相同。 （1）它們的動(dòng)量大小是否相同？為什么？ （2）它們的（總）能量是否相同？為什么？,氫原子能量,1、2、3、.,37.根據(jù)量子力學(xué)理論，氫原子中電子的角動(dòng)量在外磁場方向 上的投影為LZ = mL，當(dāng)角量子數(shù)l = 2 時(shí)，LZ 的可能取值 為 。,38.氬（Z = 18）原子基態(tài)的電子組態(tài)是：,39. 氫原子中處于3d量子態(tài)的電子，描述其量子態(tài)的四個(gè)量子 數(shù)（n， l ，ml, ，m

12、s ）可能取的值為：,40.氫原子的L殼層內(nèi)，電子可能具有的量子數(shù) （n， l ，ml, ，ms ）是：,2. 激發(fā)本征半導(dǎo)體中傳導(dǎo)電子的幾種方法有（1）熱激發(fā)，（2）光激發(fā)，（3）用三價(jià)元素?fù)诫s，（4）用五價(jià)元素?fù)诫s。對(duì)于純鍺和純硅這類本征半導(dǎo)體，在上述方法中能激發(fā)其傳導(dǎo)電子的只有 A. (1)(2). B. (3)(4). C. (1)(2)(3). D. (1)(2)(4).,固體的能帶理論,4. 硫化鎘（Cd S）晶體的禁帶寬度為 2. 42 eV, 要使這種晶體產(chǎn)生本征導(dǎo)電，則入射到晶體上的光的波長不能大于 A. 650 nm. B. 628 nm. C. 550 nm. D. 514 nm.,3. 純凈鍺吸收輻射的最大波長為l 1.9 m， 則鍺的禁帶寬度為 eV.,0.65,1. 激光全息照相技術(shù)主要利用激光的哪一種優(yōu)良特性？ A) 亮度高。 B)方向性好。 C)相干性好。 D)抗電磁干擾能力強(qiáng)。 ,激光,2 . 激光器中，光學(xué)諧振腔的作用是 （1） ； （2） ； （3） 。,產(chǎn)生并維持光振蕩，使光得到加強(qiáng)放大,提高激光的方向性,選頻，提高激光的單色性,16-4解:,斜率 與材料無關(guān).,16-6解:光子減少的能量即為電子增加的能量,16章部分習(xí)題解,16-10解: （1）,故