大学物理量子力学习题附复习资料.docx

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1、一、选择题14185:已知一单色光照耀在钠外表上,测得光电子的最大动能是1.2 eV,而钠的红限波长是5400 ,那么入射光的波长是(A) 5350 (B) 5000 (C) 4350 (D) 3550 24244:在匀称磁场B内放置一极薄的金属片,其红限波长为l0。今用单色光照耀,发觉有电子放出,有些放出的电子(质量为m,电荷的肯定值为e)在垂直于磁场的平面内作半径为R的圆周运动,那末此照耀光光子的能量是:(A) (B) (C) (D) 34383:用频率为n 的单色光照耀某种金属时,逸出光电子的最大动能为EK;若改用频率为2n 的单色光照耀此种金属时,则逸出光电子的最大动能为:(A) 2

2、EK (B) 2hn - EK (C) hn - EK (D) hn + EK44737:在康普顿效应试验中,若散射光波长是入射光波长的1.2倍,则散射光光子能量e及反冲电子动能EK之比e / EK为(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 54190:要使处于基态的氢原子受激发后能放射赖曼系(由激发态跃迁到基态放射的各谱线组成的谱线系)的最长波长的谱线,至少应向基态氢原子供应的能量是(A) 1.5 eV (B) 3.4 eV (C) 10.2 eV (D) 13.6 eV 64197:由氢原子理论知,当大量氢原子处于n =3的激发态时,原子跃迁将发出:(A) 一种波长的光 (B) 两种

3、波长的光 (C) 三种波长的光 (D) 连续光谱74748:已知氢原子从基态激发到某肯定态所需能量为10.19 eV,当氢原子从能量为0.85 eV的状态跃迁到上述定态时,所放射的光子的能量为(A) 2.56 eV (B) 3.41 eV (C) 4.25 eV (D) 9.95 eV 84750:在气体放电管中,用能量为12.1 eV的电子去轰击处于基态的氢原子,此时氢原子所能放射的光子的能量只能是(A) 12.1 eV (B) 10.2 eV (C) 12.1 eV,10.2 eV和 1.9 eV (D) 12.1 eV,10.2 eV和 3.4 eV 94241:若a粒子(电荷为2e)在

4、磁感应强度为B匀称磁场中沿半径为R的圆形轨道运动,则a粒子的德布罗意波长是(A) (B) (C) (D) 104770:假设两种不同质量的粒子,其德布罗意波长一样,则这两种粒子的(A) 动量一样 (B) 能量一样 (C) 速度一样 (D) 动能一样114428:已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动,其波函数为: ( -axa ),那么粒子在x = 5a/6处出现的概率密度为(A) 1/(2a) (B) 1/a (C) (D) 124778:设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示,那么其中确定粒子动量的准确度最高的波函数是哪个图?x(A)x(C)x(B)x(D)13561

5、9:波长l =5000 的光沿x轴正向传播,若光的波长的不确定量Dl =10-3 ,则利用不确定关系式可得光子的x坐标的不确定量至少为:(A) 25 cm (B) 50 cm (C) 250 cm (D) 500 cm148020: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154965:下列各组量子数中,哪一组可以描绘原子中电子的状态?(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

6、,ml = 1,168022:氢原子中处于3d量子态的电子,描绘其量子态的四个量子数(n,l,ml,ms)可能取的值为(A) (3,0,1,) (B) (1,1,1,)(C) (2,1,2,) (D) (3,2,0,) 174785:在氢原子的K壳层中,电子可能具有的量子数(n,l,ml,ms)是(A) (1,0,0,) (B) (1,0,-1,)(C) (1,1,0,) (D) (2,1,0,) 184222:及绝缘体相比较,半导体能带构造的特点是(A) 导带也是空带 (B) 满带及导带重合 (C) 满带中总是有空穴,导带中总是有电子(D) 禁带宽度较窄194789:p型半导体中杂质原子所形

7、成的部分能级(也称受主能级),在能带构造中应处于(A) 满带中 (B) 导带中 (C) 禁带中,但接近满带顶(D) 禁带中,但接近导带底208032:依据原子的量子理论,原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光,它们所产生的光的特点是:(A) 两个原子自发辐射的同频率的光是相干的,原子受激辐射的光及入射光是不相干的(B) 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的,原子受激辐射的光及入射光是相干的(C) 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的,原子受激辐射的光及入射光是不相干的(D) 两个原子自发辐射的同频率的光是相干的,原子受激辐射的光及入射光是相干的219900:及的互易关系等于()()()(

8、)229901:厄米算符满意以下哪一等式(、是随意的态函数)()()()()二、填空题14179:光子波长为l,则其能量=_;动量的大小 =_;质量=_。24180:当波长为3000 的光照耀在某金属外表时,光电子的能量范围从0到4.010-19 J。在作上述光电效应试验时遏止电压为 |Ua| =_V;此金属的红限频率n0 =_Hz。34388:以波长为l= 0.207 mm的紫外光照耀金属钯外表产生光电效应,已知钯的红限频率n 0=1.211015赫兹,则其遏止电压|Ua| =_V。44546:若一无线电接收机接收到频率为108 Hz的电磁波的功率为1微瓦,则每秒接收到的光子数为_。5460

9、8:钨的红限波长是230 nm,用波长为180 nm的紫外光照耀时,从外表逸出的电子的最大动能为_eV。64611: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。74191:在氢原子放射光谱的巴耳末线系中有一频率为6.151014 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。84192:在氢原子光谱中,赖曼系(由各激发态跃迁到基态所放射的各谱线组成的谱线系)的最短波长的谱线所对应的光子能量为_eV;巴耳末系的最短波长的谱线所对应的光子的能量为_eV。94200:在氢原子光谱中,赖曼系(由各激发态跃迁到基态所放

10、射的各谱线组成的谱线系)的最短波长的谱线所对应的光子能量为_eV;巴耳末系的最短波长的谱线所对应的光子的能量为_eV。4754图104424:欲使氢原子放射赖曼系(由各激发态跃迁到基态所放射的谱线构成)中波长为1216 的谱线,应传给基态氢原子的最小能量是_eV。114754:氢原子的部分能级跃迁示意如图。在这些能级跃迁中,(1) 从n =_的能级跃迁到n =_的能级时所放射的光子的波长最短;(2) 从n =_的能级跃迁到n =_的能级时所放射的光子的频率最小。124755: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。134760:当一个质子俘获一个动能

11、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_。144207:令(称为电子的康普顿波长,其中为电子静止质量,c为真空中光速,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l =_lc。4429图154429:在戴维孙革末电子衍射试验装置中,自热阴极K放射出的电子束经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l =_nm。164629:氢原子的运动速率等于它在300 K时的方均根速率时,它的德布罗意波长是_。质量为M =1 g,以速度1 cms-1运动的小球的德布罗意波长是_。174630:在B =1.2510-2 T

12、的匀强磁场中沿半径为R =1.66 cm的圆轨道运动的a粒子的德布罗意波长是_。184203:设描绘微观粒子运动的波函数为,则表示_;须满意的条件是_;其归一化条件是_。194632:假设电子被限制在边界x及x +Dx之间,Dx =0.5 ,则电子动量x重量的不确定量近似地为_kgms。204221:原子内电子的量子态由n、l、ml及ms四个量子数表征。当n、l、ml肯定时,不同的量子态数目为_;当n、l肯定时,不同的量子态数目为_;当n肯定时,不同的量子态数目为_。214782:电子的自旋磁量子数ms只能取_和_两个值。224784:依据量子力学理论,氢原子中电子的动量矩为,当主量子数n =

13、3时,电子动量矩的可能取值为_。234963:原子中电子的主量子数n =2,它可能具有的状态数最多为_个。244219:多电子原子中,电子的排列遵循_原理和_原理。254635:泡利不相容原理的内容是_。264787:在主量子数n =2,自旋磁量子数的量子态中,可以填充的最大电子数是_。274967:锂(Z=3)原子中含有3个电子,电子的量子态可用(n,l,ml,ms)四个量子数来描绘,若已知基态锂原子中一个电子的量子态为(1,0,0,),则其余两个电子的量子态分别为(_)和(_)。284969:钴(Z = 27 )有两个电子在4s态,没有其它n4的电子,则在3d态的电子可有_个。298025

14、:依据量子力学理论,原子内电子的量子态由(n,l,ml,ms)四个量子数表征。那么,处于基态的氦原子内两个电子的量子态可由_和_两组量子数表征。4637图304637:右方两图(a)及(b)中,(a)图是_型半导体的能带构造图,(b)图是_型半导体的能带构造图。314792:若在四价元素半导体中掺入五价元素原子,则可构成_型半导体,参及导电的多数载流子是_。324793:若在四价元素半导体中掺入三价元素原子,则可构成_型半导体,参及导电的多数载流子是_。334971:在下列给出的各种条件中,哪些是产生激光的条件,将其标号列下:_。(1)自发辐射;(2)受激辐射;(3)粒子数反转;(4)三能极系

15、统;(5)谐振腔。345244:激光器中光学谐振腔的作用是:(1)_;(2)_;(3)_。358034:依据原子的量子理论,原子可以通过_两种辐射方式发光,而激光是由_方式产生的。368035:光和物质互相作用产生受激辐射时,辐射光和照耀光具有完全一样的特性,这些特性是指_。378036:激光器的根本构造包括三部分,即_、_和_。38写出以下算符表达式:_;_;_;39微观低速的(非相对论性)体系的波函数满意薛定谔方程,其数学表达式为_。40自旋量子数为_的粒子称为费米子,自旋量子数为_的粒子称为玻色子;_体系遵循泡利不相容原理。41_;_;_;_;_。42线性谐振子的能量可取为_;若,是谐振

16、子的第个能量本征函数,则体系的能量平均值为_。三、计算题14502:功率为P的点光源,发出波长为l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l =6630 ,则光子的质量为多少?24431:a粒子在磁感应强度为B = 0.025 T的匀称磁场中沿半径为R =0.83 cm的圆形轨道运动。(1) 试计算其德布罗意波长;(2) 若使质量m = 0.1 g的小球以及a粒子一样的速率运动。则其波长为多少?(a粒子的质量ma =6.6410-27 kg,普朗克常量h =6.6310-34 Js,根本电荷e =1.6010-19 C)34506:当电子的德布罗意波长及可见

17、光波长( l =5500 )一样时,求它的动能是多少电子伏特?(电子质量me=9.1110-31 kg,普朗克常量h =6.6310-34 Js, 1 eV =1.6010-19 J)44535:若不考虑相对论效应,则波长为 5500 的电子的动能是多少eV?(普朗克常量h =6.6310-34 Js,电子静止质量me=9.1110-31 kg)54631:假设电子运动速度及光速可以比较,则当电子的动能等于它静止能量的2倍时,其德布罗意波长为多少?(普朗克常量h =6.6310-34 Js,电子静止质量me=9.1110-31 kg)65248:如图所示,一电子以初速度v0 = 6.0106

18、m/s逆着场强方向飞入电场强度为E = 500 V/m的匀称电场中,问该电子在电场中要飞行多长间隔 d,可使得电子的德布罗意波长到达l = 1 。(飞行过程中,电子的质量认为不变,即为静止质量me=9.1110-31 kg;根本电荷e =1.6010-19 C;普朗克常量h =6.6310-34 Js)。74430:已知粒子在无限深势阱中运动,其波函数为(0xa),求发觉粒子的概率为最大的位置。84526:粒子在一维矩形无限深势阱中运动,其波函数为: (0 x a),若粒子处于n =1的状态,它在 0a /4区间内的概率是多少?提示:9氢原子波函数为,其中是氢原子的能量本征态,求的可能值、相应

19、的概率及平均值。10体系在无限深方势阱中的波函数为,求归一化常数。11质量为m的粒子沿x轴运动,其势能函数可表示为:,求解粒子的归一化波函数和粒子的能量。12设质量为粒子处在(,)内的无限方势阱中,对它的能量进展测量,可能得到的值有哪几个?概率各多少?平均能量是多少?13谐振子的归一化的波函数:。其中,是归一化的谐振子的定态波函数。求:和能量的可能取值,以及平均能量。一、 选择题14185:D 24244:B 34383:D 44737:D 54190:C 64197:C74748:A 84750:C 94241:A 104770:A 114428:A 124778:135619:C 1480

20、20:D 154965:B 168022:D 174785:A 184222:D194789:C 208032:B 219900:A 229901:C二、填空题14179:-1分;-2分;-2分24180: 2.5-2分; 4.01014-2分34388: 0.99-3分44546: 1.51019 -3分54608: 1.5 -3分64611:不变-1分;变长-1分;波长变长-1分74191:0.85-2分;3.4-2分84192: 13.6- 2分; 3.4- 2分94200: 6-2分; 973-2分104424: 10.2-3分114754: 4 1-2分; 4 3-2分124755:

21、 1-2分; 2-2分134760: 6.561015 Hz-3分144207:-3分154429: 0.0549-3分164629: 1.45 -2分;6.6310-19 -2分174630: 0.1 -3分184203: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-2分194632: 1.3310-23 -3分204221: 2-1分;2(2l+1)-2分;2n2 -2分214782:-2分;-2分224784: 0,-各1分234963: 8- 3分244219:泡利不相容-2分;能量最小-2分254635:一个原子内部不能有两个或两个以上的电子有完全一样的四

22、个量子数(n、l、ml、ms)-3分264787: 4-3分274967: 1,0,0,-2分;2,0,0,或 2,0,0,-2分284969: 7-3分298025: (1,0,0,)-2分; (1,0,0,)-2分304637: n-2分; p-2分314792: n-2分;电子-2分324793: p-2分;空穴-2分334971: (2)、(3)、(4)、(5)-3分答对2个1分345244:产生及维持光的振荡,使光得到加强-2分使激光有极好的方向性-1分使激光的单色性好-2分358034:自发辐射和受激辐射-2分;受激辐射-2分368035:相位、频率、偏振态、传播方向-3分3780

23、36:工作物质、鼓励能源、光学谐振腔-各1分38;39或40半奇数;整数;费米子41;0;0;0;42,0,1,2,3;三、 计算题14502:解:设光源每秒钟放射的光子数为n,每个光子的能量为hn,则由:得:令每秒钟落在垂直于光线的单位面积的光子数为n0,则:-3分光子的质量:=3.3310-36 kg-2分24431:解:(1) 德布罗意公式:由题可知a粒子受磁场力作用作圆周运动:,又则:-4分故:-3分(2) 由上一问可得对于质量为m的小球:=6.6410-34 m-3分34506:解:-3分=5.010-6 eV-2分44535:解:非相对论动能:而,故有:-2分又依据德布罗意关系有代

24、入上式-1分则:4.9810-6 eV-2分54631:解:若电子的动能是它的静止能量的两倍,则:-1分故:-1分由相对论公式:有:解得:-1分德布罗意波长为:m-2分光电子的德布罗意波长为:1.0410-9 m =10.4 -3分65248:解:-2分-2分由式: 7.28106 m/s 由式:8.781013 m/s2由式:= 0.0968 m = 9.68 cm-4分74430:解:先求粒子的位置概率密度:-2分当:时,有最大值在0xa范围内可得-3分84526:解:-3分粒子位于0 a/4内的概率为: =0.091-2分9解:依据给出的氢原子波函数的表达式,可知能量的可能值为:、,其中

25、:、-3分由于:-1分所以,能量为的概率为-1分能量为的概率为-1分能量为的概率为-1分能量的平均值为:-2分-1分10解:由归一化条件,应有-3分得:-2分11解:当或时,粒子势能无限大,物理上考虑这是不行能的,所以粒子在该区域出现纪律为零,即:当时,定态薛定谔方程为:设,则方程为:通解为:由波函数的连续性可知,在、处,即:得:;,1、2、3所以有:,1、2、3归一化条件:所以:,即:,1、2、3粒子能量为:,1、2、312解:即是第一和第三个能量本征态的叠加,所以测得能量值可为:(1),相应概率为:(2),相应概率为:所以,能量平均值为:+13解:由归一化条件得:解得:依据谐振子波函数的表达式,可知能量的可能值为:、因为:所以:;则:

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