大学物理-近代物理习题

(4450)如果中子的动能与同温度下理想气体分子的平均平动动能相同,则当T?10K的热中子通过直径为1mm的小孔或障碍物时,将表现出粒子性还是波动性?为什么?(中子质量m0?1.67?10?27kg玻尔兹曼常量k?1.38?10?234J?K?1普朗克常量

h?6.63?10?34J?s)**将表现出粒子性。因为热中子的动能为

3EK?kT?2.07?10?19J,其德布罗意波波长

2??h2m0Ek?2.52?10?11m??1mm。**

(4497)问题:两把平行放置的直尺,静止长度都是L0,当它们以相同的速率v0沿尺长的方向相向运动时,用其中的一把尺去测量另一把尺的长度,有人计算结果为

L?L01?(2v0)2c2, 这个结果对吗?若有错误,请指出错在哪里,并给出正确答案。**以

上结果不对,因为是用伽利略的速度变换求出尺子的相对速度v?v0?(?v0)?2v0这是不对的,应采用相对论速度变换式:v?v0?(?v0)2v0则 ?2v0(?v0)v1?1?022ccL?L02v2(c?v0)L0** 1?2?2cc2?v02(4502)功率为P的点光源,发出波长为?的单色光,在距光源为d处,每秒钟落在垂直于光线的单位面积上的光子数为多少?若??6630A,则光子的质量为多少?(普朗克常量h?6.63?10?34?J·S)

解:设光源每秒钟发射的光子数为n,每个光子的能量为hv 则由P?nhv?nhc/? 得:n?P?/(hc)

令每秒种落在垂直于光线的单位面积的光子数为

n0,则

n0?n/s?n/(4?d2)?P?/(4?d2hc) 3分

光子的质量m?hv/c?hc/(c22?)?h/(c?)?3.33?10?36kg 2分

?(4507)某一恒星的表面温度为6000K,若视作绝对黑体,则其单色辐出度为最大值的波长为___。(维恩位移定律常数b?2.897?10m?K)**4828A**

(4508)地球卫星测得太阳单色辐出度的峰值在5650A处,若把太阳看作是绝对黑体,则太

??3阳表面的温度约为____K。(维恩位移定律常数b?2.897?10?3m?K)**5.13?103**

W/m2(1)已(4511)在地球表面测得单位时间内太阳辐射到每单位面积的能量为s?1340知地日距离为d?1.5?1011m,计算太阳发射的总功率。(2)把太阳看作绝对黑体,计算太阳的温度。(太阳的半径为Rs?7.0?108m,斯忒藩-玻尔兹曼常数??5.67?10?8W?m?2?K?4)**(1)P?4?d2s?3.79?1026W(2)太阳的辐出度MB(T)?P4?Rs2?6.15?107W/m2对于绝

对黑体MB(T)??T4故太阳的温度T?4MB(T)??5.7?103K**

(4514)若外来单色光把氢原子激发至第三激发态,则当氢原子跃迁回低能态时,可发出的可见光光谱线的条数是

(A)1 (B) 2 (C) 3 (D ) 6 **B**

(4528)一维无限深势阱中,已知势阱宽度为a,应用测不准关系估计势阱中质量为m的

?2???2粒子的零点能量为(A)(B)(C)(D)**B** 22ma2ma2ma2ma2(4533)1921年施特恩和盖拉赫在实验中发现:一束处于S态的原子射线在非均匀磁场中分裂为两束,对于这种分裂用电子轨道运动的角动量空间取向量子化难于解释,只能用______。**电子自旋的角动量的空间取向量子化**

vB??v(4602)在参照系S中,有两个静止质量都是m0的粒子A、B。分别以速度vA?v,

????相向运动,两者碰撞后合在一起成为一个静止质量为M0的粒子,在求M0时有一种解答如下:M0?m0?m0?2m0这个解答对否?为什么?**这个解答不对,理由如下:由动量守恒定律有mAvA?mBvB?M0v0。现在A、B的静止质量、运动速率都相同,故mA?mB,

?????但vA??vB,因此v0?0,即合成粒子是静止的。由能量守恒定律得:

M0c2?mAc2?mBc2。所以M0?mA?mB?2m01?vc22?2m0。即合成粒子的静止质量

M0?2m01?vc22而不是2m0。**

(4603)某一宇宙射线中的介子的动能Ek?7M0c2,其中M0是介子的静止质量。试求在实验室中观察到它的寿命是它固有寿命的多少倍。**实验室参照系中介子的能量

E?Ek?E0?7M0c2?M0c2?8E0E?Mc?2设介子的速度为v,又有

M0c21?vc22?E01?vc22可得

E?E011?vc22?8令固有寿命为?0,则实验室寿命

???01?vc22?8?0**

(4604)设快速运动的介子的能量约为E=3000MeV,而这种介子在静止时的能量为

E0?100MeV,若这种介子的固有寿命是?0?2?10?6s,求它运动的距离(真空中光速

2.9979?10m/s)。**根据E?mc?82m0c2v21?2c?E0v21?2c可得

1v21?2c?E?30由此E0求出v?2.998?10m/s又介子运动的时间??8?01?vc22?30?0,因此它运动的距离

l?v??1.798?104m**

(4606)在光电效应中,当频率为3?10Hz的单色光照射在逸出功为4.0eV的金属表面时,金属中逸出的光电子的最大速率为______m/s。(普朗克常量h?6.63?10量me?9.11?10?31kg)**1.72?10**

(4607)当照射光的波长从4000A变到3000A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0.56V。(B)增大0.165V。(C)减小0.34V。(D)增大1.035V。(普朗克常量h?6.63?10?346?3415J?s,电子质

??J?s,基本电荷e?1.602?10?19C)**D**

?9(4608)钨的红限波长是230nm(1nm?10m)用波长为180nm的紫外光照射时,从表面逸出的电子的最大动能为______eV。(普朗克常量h?6.63?10?34J?s,基本电荷

e?1.602?10?19C)**1.5**

(4609)频率为100MHz的一个光子的能量是_________,动量的大小是______。(普朗克常量h?6.63?10?34J?s)**6.63?10?26J2.21?10?34kg?m/s**

??4(4610)红限波长为?0?0.15A的金属箔片置于B?30?10T的均匀磁场中。今用单色

?射线照射而释放出电子,且电子在垂直于磁场的平面内作R=0.1m的圆周运动。求?射线

的波长。(普朗克常量h?6.63?10?34J?s,基本电荷e?1.60?10?19C电子质量

me?9.11?10?31mev21chc2。**h??A?mev①,evB?②,A?③,??④,kg)

2?R?0①、②、③、④式联立可求解???01??0(eBR)2mehc2?0.137A**

?(4611)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。**不变,变长,波长变长**

(4612)如图所示,一频率为?的入射光子与起始静止的自由电子发生碰撞和散射,如果散

射光子的频率为?',反冲电子的动量为p,则在与入射光子平行的方向上的动量守恒定律的分量形式为_________。**

h?h?'cos???pcos?** cc

(4619)按照玻尔理论,电子绕核作圆周运动时,电子的动量矩L的可能值为(A)任意值。(B)nh,n?1,2,3,???(C)2?nh,n?1,2,3,???(D)

?nh,n?1,2,3,???**D** 2?(4620)按照玻尔理论,移去处于基态的He中的电子所需能量为______eV。**54.4** (4622)具有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)1.51eV。(B)1.89eV。(C)2.16eV。(D)2.40eV。**B**

(4623)氢原子中电子从n=3的激发态被电离出去,需要的能量为_______eV。**1.51**

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