1、2020/8/6,1,量子物理復(fù)習(xí)題,2020/8/6,2,2020/8/6,3,2020/8/6,4,2020/8/6,5,16.5 氫原子的量子力學(xué)處理方法,一、確定氫原子的薛定諤方程,2020/8/6,6,與玻爾理論結(jié)論相同，是自然得出的結(jié)果。,二、四個量子化條件,1.能量量子化,在求解方程的過程中，得到,稱主量子數(shù),主量子數(shù)決定原子的能級。,主量子數(shù)的物理意義：,2020/8/6,7,2.角動量量子化,在求解方程時，得到電子繞核運(yùn)動的角動量,稱角量子數(shù),玻爾理論,區(qū)別：,量子力學(xué)（最小值）,玻爾理論（最小值）,實(shí)驗表明量子力學(xué)是正確的,共有n個值,角量子數(shù)決定了電子的角動量。,角量子數(shù)

2、的物理意義：,2020/8/6,8,受主量子數(shù) 的制約， 最大值為,注意：,角動量L的可能值要受到角量子數(shù) 的限制,角量子數(shù)為0,角量子數(shù)為1,2020/8/6,9,3.角動量空間取向量子化,在求解方程的過程中得到結(jié)論，在外磁場中，角動量L在外磁場方向的投影LZ是量子化的。,稱磁量子數(shù),電子繞核運(yùn)動的角動量 是矢量,時,磁量子數(shù)決定角動量在空間的取向。,時,時,2020/8/6,10,2020/8/6,11,4.電子的自旋,斯特恩蓋拉赫實(shí)驗（1921年）,態(tài)的原子射線束,一束分裂為二束,時,電子繞核運(yùn)動的角動量在空間的取向有,這種分裂不能用角動量在空間取向量子化來解釋。,通過非均勻磁場。,20

3、20/8/6,12,認(rèn)為電子不是一個簡單的點(diǎn)電荷，電子繞核運(yùn)動的同時，還繞自身的軸自旋。象地球繞太陽一樣，電子有公轉(zhuǎn)還有自轉(zhuǎn)。,電子的自旋角動量是矢量,其大小為,只有一個值,電子自旋假說 ：,叫自旋量子數(shù),2020/8/6,13,在外磁場中的空間取向是量子化的,稱自旋磁量子數(shù)，只有兩個取值,引入電子自旋概念后，用電子自旋角動量在空間取向量子化使斯特恩蓋拉赫實(shí)驗得到解釋。,總結(jié)：,氫原子的電子運(yùn)動狀態(tài)由四個量子數(shù)來確定。,2020/8/6,14,三、多電子原子系統(tǒng),在多電子原子中，電子的排列遵循泡利不相容原理和能量最小原理。,1.泡利不相容原理,在一個原子中，任何兩個電子的四個量子數(shù)不能完全相同

4、。,在一個原子中，不可能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的狀態(tài)。,或:,2.能量最小原理,原子中的電子總是優(yōu)先地占據(jù)能量最低的能級。,3.電子態(tài)填充的次序,2020/8/6,15,解：,D,第十六章選擇題,2020/8/6,16,2、用頻率為 的單色光照射某種金屬時，測得飽和電流為I1，以頻率為 的單色光照射該金屬時，測得飽和電流為I2，若I1 I2，則 (A) (B) (C) (D) 的關(guān)系還不能確定,解：,I只與光強(qiáng)有關(guān),與頻率無關(guān),D,3、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是U0 (使電子從金屬逸出需作功eU0)，則此單色光的波長l 必須滿足： (A) l

5、,(B) l ,(C) l ,(D) l ,解：,A,2020/8/6,17,4、已知一單色光照射在鈉表面上，測得光電子的最大動能是 1.2 eV，而鈉的紅限波長是5400 ，那么入射光的波長是 (A) 5350 (B) 5000 (C) 4350 (D) 3550 ,解：,D,5、在均勻磁場B內(nèi)放置一極薄的金屬片，其紅限波長為 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，那末此照射光光子的能量是：,(A),(B),(C),(D),解：,B,2020/8/6,18,解：,D,6、用頻率為 的單色光照射某種金屬時逸出光電子

6、的最大動能為 EK ，若改用頻率為 的單色光照射此種金屬時，逸出光電子 的最大動能為：,2020/8/6,19,D,光電效應(yīng)存在紅限，,產(chǎn)生光電效應(yīng)；,反之則不能產(chǎn)生。,與金屬性質(zhì)有關(guān)。,解：,2020/8/6,20,8、設(shè)用頻率為 和 的兩種單色光，先后照射同一種金屬均能產(chǎn)生光電效應(yīng)已知金屬的紅限頻率為 ，測得兩次照射時的遏止電壓|Ua2| = 2|Ua1|，則這兩種單色光的頻率有如下關(guān)系： (A) (B) (C) (D) ,解：,C,9、在康普頓散射中，如果設(shè)反沖電子的速度為光速的60，則因散射使電子獲得的能量是其靜止能量的 (A) 2倍 (B) 1.5倍 (C) 0.5倍 (D) 0.2

7、5倍,解：,D,2020/8/6,21,10、當(dāng)照射光的波長從4000 變到3000 時，對同一金屬，在光電效應(yīng)實(shí)驗中測得的遏止電壓將： (A) 減小0.56 V (B) 減小0.34 V (C) 增大0.165 V (D) 增大1.035 V,解：,D,11、在康普頓效應(yīng)實(shí)驗中，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能EK之比 / EK為 (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5,解：,D,2020/8/6,22,13、以下一些材料的逸出功為 鈹 3.9 eV 鈀 5.0eV 銫 1.9 eV 鎢 4.5 eV 今要制造能在可見光(頻率范圍為3.91014

8、Hz7.51014 Hz)下工作的光電管，在這些材料中應(yīng)選 (A) 鎢 (B) 鈀 (C) 銫 (D) 鈹,解：,C,12、光子能量為 0.5 MeV的X射線，入射到某種物質(zhì)上而發(fā)生康普頓散射若反沖電子的能量為 0.1 MeV，則散射光波長的改變量 與入射光波長 之比值為 (A) 0.20 (B) 0.25 (C) 0.30 (D) 0.35,解：,B,2020/8/6,23,14、康普頓效應(yīng)的主要特點(diǎn)是 (A) 散射光的波長均比入射光的波長短，且隨散射角增大而減小，但與散射體的性質(zhì)無關(guān) (B) 散射光的波長均與入射光的波長相同，與散射角、散射體性質(zhì)無關(guān) (C) 散射光中既有與入射光波長相同的

9、，也有比入射光波長長的和比入射光波長短的.這與散射體性質(zhì)有關(guān) (D) 散射光中有些波長比入射光的波長長，且隨散射角增大而增大，有些散射光波長與入射光波長相同這都與散射體的性質(zhì)無關(guān),解：,D,15、根據(jù)玻爾的理論，氫原子在n =5軌道上的動量矩與在第一激發(fā)態(tài)的軌道動量矩之比為 (A) 5/4 (B) 5/3 (C) 5/2 (D) 5,解：,C,2020/8/6,24,16、由氫原子理論知，當(dāng)大量氫原子處于n =3的激發(fā)態(tài)時，原子躍遷將發(fā)出： (A) 一種波長的光 (B) 兩種波長的光 (C) 三種波長的光 (D) 連續(xù)光譜,解：,C,32, 31, 21.,17、根據(jù)玻爾理論，氫原子中的電子在

10、n =4的軌道上運(yùn)動的動能與在基態(tài)的軌道上運(yùn)動的動能之比為 (A) 1/4 (B) 1/8 (C) 1/16 (D) 1/32,解：,C,2020/8/6,25,解：,C,18、根據(jù)玻爾氫原子理論，氫原子中的電子在第一和第三軌道上 運(yùn)動時速度大小之比1/3為：,19、假定氫原子原是靜止的，則氫原子從n = 3 的激發(fā)狀態(tài)直接通過輻射躍遷到基態(tài)時的反沖速度大約是 (A) 4 m/s (B) 10 m/s (C) 100 m/s (D) 400 m/s (氫原子的質(zhì)量m =1.6710-27 kg),解：,A,2020/8/6,26,20、已知?dú)湓訌幕鶓B(tài)激發(fā)到某一定態(tài)所需能量為 10.19 eV

11、，當(dāng)氫原子從能量為0.85 eV的狀態(tài)躍遷到上述定態(tài)時，所發(fā)射的光子的能量為 (A) 2.56 eV (B) 3.41 eV (C) 4.25 eV (D) 9.95 eV,解：,A,21、若粒子在磁感應(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，則粒子的德布羅意波長是：,A,解：,2020/8/6,27,22、電子顯微鏡中的電子從靜止開始通過電勢差為U的靜電場加速后，其德布羅意波長是 0.4 ，則U約為 (A) 150 V (B) 330 V (C) 630 V (D) 940 V (普朗克常量h =6.6310-34 Js),解：,D,23、如果兩種不同質(zhì)量的粒子，其德布羅意波

12、長相同，則這兩種粒子的 (A) 動量相同 (B) 能量相同 (C) 速度相同 (D) 動能相同,解：,A,2020/8/6,28,解：,A,24、測不準(zhǔn)關(guān)系式 表示在 x 方向上：,（A）粒子位置不能確定； （B）粒子的動量不能確定； （C）粒子位置和動量都不能確定； （D）粒子位置和動量不能同時確定。,D,解：,2020/8/6,29,26、關(guān)于不確定關(guān)系,有以下幾種理解： (1) 粒子的動量不可能確定 (2) 粒子的坐標(biāo)不可能確定 (3) 粒子的動量和坐標(biāo)不可能同時準(zhǔn)確地確定 (4) 不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子，也適用于其它粒子 其中正確的是： (A) (1) ，(2). (B) (2

13、)，(4). (C) (3) ，(4). (D) (4)，(1).,解：,C,27、波長l =5000 的光沿x軸正向傳播，若光的波長的不確定量Dl =10-3 ，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 (A) 25 cm (B) 50 cm (C) 250 cm (D) 500 cm,解：,C,2020/8/6,30,D,28、直接證實(shí)了電子自旋存在的最早實(shí)驗之一是：,（A）康普頓試驗 （B）盧瑟福試驗 （C）戴維遜革末試驗 （D）斯特恩蓋拉赫試驗,解：,29、下列各組量子數(shù)中，哪一組可以描述原子中電子的狀態(tài)？ (A) n = 2，l = 2，ml = 0，,(B) n = 3，l = 1，ml =-1，,(C) n = 1，l = 2，ml = 1，,(D) n = 1，l = 0，ml = 1，,解：,B,2020/8/6,31,30、