近代物理课后答案(1)
近代物理(答案)
【解析】光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此在入射光频率相同的情况下，遏止电压相同，在能发生光电效应的前提下，光电流随着光照强度增大而增大，C正确．
12．【答案】A
【解析】依据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek－ν图线的斜率代表普朗克常量h，因此钨和锌的Ek－ν图线应该平行．图线的横轴截距代表截止频率ν0，而ν0＝，因此钨的截止频率小些，综上所述，A图正确．
6．【答案】AC
【解析】查德威克用核反应方程：①证实了中子的存在；根据核反应前后电荷数守恒和质量数守恒知C是正确的；②式是聚变反应方程；④式是原子核的人工转变，不是α衰变方程．选项A、C正确．
7．【答案பைடு நூலகம்A
【解析】Rn→P0＋He
由动量守恒定律，得4m0v0＝218m0v
反冲核的速度为v＝v0
反冲核的动能为
2．【答案】C
【解析】从能级图上可以看出，a光子的能量最大，光的波长最短，b光子的能量最小，频率最低，波长最长，因此C选项正确．
3．【答案】B
【解析】氢原子从高能级向低能级跃迁时，将以辐射光子的形式向外放出能量，故选项B正确．
4．【答案】A
【解析】α粒子带正电，因此α粒子靠近核时，与核间有斥力，沿方向②的α粒子比沿方向①的α粒子离核近，与核的作用强，因此α粒子沿方向②进入后与核作用向外侧散射的偏转角应该比沿①的大．
9．【答案】B
【解析】γ射线是光子流，选项A错误；氢原子辐射光子后能量减小，轨道半径减小，其绕核运动的电子动能增大，总能量减小，选项B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的氢核聚变，选项C错误；由m＝，n＝得m＝＝g＝25 g，选项D错误．
10．【答案】D
物理专题六 近代物理听课答案
物理专题六近代物理高频考点探究考点一1.AC[解析] 根据德布罗意物质波理论知,任何一个运动的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与之相对应,这种波就叫物质波,选项A正确;由于X射线本身就是一种波,而不是实物粒子,故X射线的衍射实验,并不能证实物质波理论的正确性,选项B错误;电子是一种实物粒子,电子的衍射实验表明运动着的实物粒子具有波动性,选项C正确;干涉、衍射是波的特有现象,只要是波,都会发生干涉、衍射现象,选项D错误.2.AB[解析] 由图像可知丙光对应的光电子的最大初动能最大,即丙光的频率最高(波长最小),选项B正确,选项D错误;甲光和乙光的频率相同,选项A正确;由于是同一光电管,所以乙光、丙光对应的截止频率是一样的,选项C错误.3.B[解析] 根据爱因斯坦光电效应方程可知,光电子的最大初动能为E k=-W,根据题意知λ1=λ,λ2=λ,E k1∶E k2=1∶2,联立可得逸出功W=,故B正确.4.A[解析] 设金属的逸出功为W0,截止频率为νc,则W0=hνc.光电子的最大初动能E k与遏止电压U c的关系是E k=eU c,光电效应方程为E k=hν-W0,联立可得U c=ν-,故U c-ν图像的斜率为,C、D错误;当U c=0时,ν==νc,由图可知,此时ν≈4.30×1014 Hz,即金属的截止频率约为4.30×1014 Hz,A正确,B错误.考点二1.A[解析] 根据玻尔理论,氢原子发射光子能量ΔE=-=-E1,-E1=-E1,联立解得k=3,p=2,故A正确.2.AD[解析] 根据=3可知,大量处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,能发出3种不同频率的光,A正确;一个处于n=4能级的氢原子会自发地向低能级跃迁,跃迁时最多能发出3种光子,B错误;用能量为10.2 eV的光子照射可使处于基态的氢原子跃迁到n=2激发态,不能多于,也不能少于此值,C错误;从n=4能级跃迁到n=2能级放出的光子能量为2.55 eV,大于逸出功,能发生光电效应,D正确.3.C[解析] 氢原子若从n>2的能级跃迁到n=2的能级,由玻尔理论可得-=hν=,按照巴耳末公式,原子由n>2的能级跃迁到n=2的能级,放出的谱线的波长满足=R-,以上两式相比较可得-E1=hcR,故里德伯常量R可表示为R=-,选项C正确.4.BD[解析] 氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2 eV,照射锌板一定能产生光电效应现象,故A错误;用能量为11.0 eV的电子轰击,基态的氢原子吸收的能量可以等于10.2 eV,可以使处于基态的氢原子跃迁到n=2能级,故B正确;紫外线光子的最小能量为3.11 eV,处于n=2能级的氢原子的电离能为3.4 eV,故有部分频率的紫外线不能被n=2能级的氢原子吸收,故C错误;而处于n=3能级的氢原子的电离能为1.51 eV,故处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并且使氢原子电离,故D正确.考点三1.A[解析] 一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中,发生α衰变的次数为-=8次,发生β衰变的次数为2×8-(92-82)=6次,选项A正确.2.A[解析] 放射性元素的半衰期是一定的,与放射性元素所处的物理环境和化学环境无关,故四种情况下铋剩余的质量相等,剩余的铋的质量为m余=16×g=4 g,所以A正确.3.C[解析] 铀核U经过一次α衰变后,电荷数少2,质量数少4,变为钍核Th,A正确;根据电荷数守恒、质量数守恒知,X的电荷数为-1,质量数为0,可知X为电子,B正确;C中反应为原子核的人工转变,C错误;根据m=m0·可得T=5天,D正确.4.A[解析] 由轨迹弯曲方向可以看出,反冲核与放出的粒子的受力方向均与电场强度方向相同,均带正电,C错误;反冲核、粒子在电场中偏转时,竖直方向上做匀速直线运动,水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动,发生核反应时反冲核、粒子的速度分别为v1、v2,由动量守恒定律得m1v1=m2v2,由图可得b=v1t,a=v2t,4b=t2,2a=t2,解得=,故B、D错误,A正确.考点四1.AD[解析] 核反应遵守电荷数守恒和质量数守恒,由H H He+X+17.6 MeV知X为n,由X+He H+4.9 MeV知Y为Li,其中Y的质子数是3,中子数也是3,选项A正确,选项B错误.两个核反应都释放出核能,故都有质量亏损,选项C错误.H n+17.6 MeV为轻核聚变,选项D正确.2.AC[解析] 由图可知,中等质量的原子核的比结合能较大,所以中等质量的质子核较稳定,故A正确.由图可知H核比结合能比Li核小,故H核比Li核更不稳定,故B错误;重核裂变成中等质量的核,有质量亏损,释放能量,故C正确;由图可知Kr核的比结合能比U核的大,但结合能较小,故D错误.3.BC[解析] 原子核发生衰变时,根据动量守恒定律可知,两粒子的速度方向相反,由图可知粒子的运动轨迹在同一侧,根据左手定则可知,衰变后的粒子的电性相反,所以原子核发生βe,故A错误,B正确;根据R=且两粒子动量等大,可得衰变,衰变方程为Bi Po-R1∶R2=q2∶q1=84∶1,故C正确,D错误.4.ABD[解析] Pu的衰变方程为Pu U He+γ,选项A正确;此核反应过程中的质量亏损为Δm=m Pu-m U-mα,选项B正确;释放出的γ光子能量为hν,由能量关系得hν+E kU+E kα=(m Pu-m U-mα)c2,选项C错误,选项D正确.。
近代物理主要知识点及思考题答案
一、光学全息照相1.全息照相原理：全息照相是以物理光学理论为基础的，借助参考光与物光的相互作用，在感光板上以干涉条纹的形式记录下物体的振幅和位相的全部信息。
2.全息照相的过程分两步：（1）造像，设法把物体光波的全部信息记录在感光材料上；（2）建像，照明已被记录下的全部信息的感光材料，使其再现原物的光波。
3.全息照相的主要特点：①立体感强②具有可分割性③同一张全息片上可重叠拍摄多个全息图④全息照片再现时，像可放大缩小⑤全息照片再现时，像的亮度可变化。
4.拍摄系统的技术要求：①对光源的要求：拍摄全息图必须用具有高度空间和时间相干性的光源；②对系统稳定性的要求：需要一个刚性和防震性都良好的工作台；③对光路的要求：参考光和物光两者的光程差要尽量小；两者之间的夹角应小于45°；④对全息干板的要求：需要制作优良的全息图，一定要有合适的记录介质。
二．光电效应法测普朗克常数1.截止电压：光电流随加速电压的增加而增加，加速电压增加到一定值后，当光电流达到饱和值I M，I M，与入射光强成正比。
当U变成负值时，光电流迅速减小，当U<=U0时，光电流为0，这个相对于阴极是负值的阳极电压U0被称为截止电压。
（对于不同频率的光，其截止电压不同）2.为了获得准确的截止电位，实验所用光电管需要满足的条件：①对所有可见光谱都比较灵敏；②阳极包围阴极，当阳极为负电压时，大部分光子仍能射到阳极；③阳极没有光电效应，不会产生反向电流；④暗电流很小。
3. 红限：所谓红限是指极限频率。
以为光从红到紫频率逐渐升高。
发生光电效应的条件是：光的频率大于等于某一极限频率。
也就是比这个频率高的光（比这种光更靠近紫色那一端）能发生光电效应。
而频率比它更低（也就是更靠近红色那一端）的光不能发生光电效应。
所以就把这个极限频率叫做靠近红端的极限。
简称红限！4.反向电流：入射光照射阳极或从阴极反射到阳极之后都会造成阳极光电子发射。
加速电压U为负值时，阳极发射的电子向阴极迁移形成阳极反向电流。
长安大学大学物理近代物理一参考答案
近代物理一 参考答案一、 1. B 2. A 3. C 4. C 5. B 6. C 7. B 8. C解：1. A 选项，光子可达到光速； C 选项，应为不同惯性系中测定… ； D 选项，应为光速不变。
2. 应用洛伦兹变换（1）S 系中同一地址同一时刻的两事件，即21x x =，21t t =，求'-'12t t0)()()()(1221212122212=---=---='-'x x cu t t x c u t x c u t t t γγγγ S '系中同时发生（2）S 系中同一时刻不同地址的两事件，即21x x ≠，21t t =，求'-'12t t)()()()()(1221221212122212≠--=---=---='-'x x cu x x c u t t x c u t x c u t t t γγγγγS '系中不同时发生3. 以宇航员作参照系，那么，光速为c ， 时刻t ∆， 飞船的长度0l ，那么t c l ∆=0 宇航员相关于飞船静止，所测得为固有长度 飞船的运动长度01l l γ=，选C4. 尺运动时， x 方向长度收缩，y 方向长度不变，可得结果。
（见例题）5.脉冲星上的人看到的为固有周期0T ，地球上看到的为s 5.0=Ts 3.053112200==-==⇒=T cv T T T T T γγ6. 0202m c Km mc =⇒=γ，可得C 选项7. 2mc E =可得8. 动量守恒，质能守恒。
两个小粒子运动，合成一个大粒子不运动 依照质能守恒0020222M m c M mc mc =⇒=+γ 二、 1.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-22001c v V m ； 2. 513=L m ， 335arctan =θ； 3. ×10-8 s ； 4. 9.6 m ； 5. 270 m ； 5. 200.25m c 6. 8 ； 7. ×108 m/s ；解： 1. 立方体运动，质量增加为静止质量的γ倍，一个棱的长度缩短为原先的γ倍，设静止棱长为a ，运动时，质量0m m γ=，体积γγV aa a V =⋅⋅=因此观看者测得密度⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-===2200021/c v V m V m V m γρ2. 米尺即1m 长， 由图23='x ，21='y在K 系中观测x 方向长度收缩，1033531='='=x x x γy 方向长度不变21='=y y K 系中观测米尺长度5131005222==+=y x L m 与x 轴的夹角335tan ==x y θ， 335arctan =θ 3. 观测者O 是以相关于O 静止的尺子去测，长度为=0l 20 m ，那么O '系中观测长度收缩为m 612054=⨯==γl l ，那么O '系中观测通过的时刻s 1089.86.016/8-⨯===∆c v l t 4. 以实验室为参照系，粒子寿命s 104104.235880--⨯=⨯⨯==γττ 轨迹长度m 6.9 1048.08=⨯⨯==-c v x τ5. （注意该题不能历时刻膨胀和长度收缩处置，因为两事件发生，在两个参照系中观测都既不同时也不同地。
近代物理实验思考题答案
近代物理实验思考题答案一、夫兰克—赫兹实验1解释曲线I p －V G2形成的原因答；充汞的夫兰克-赫兹管，其阴极K 被灯丝H 加热，发射电子。
电子在K 和栅极G 之间被加速电压KG U 加速而获得能量，并与汞原子碰撞，栅极与板极A 之间加反向拒斥电压GA U ，只有穿过栅极后仍有较大动能的电子，才能克服拒斥电场作用，到达板极形成板流A I 。
2实验中，取不同的减速电压V p 时，曲线I p －V G2应有何变化？为什么？答；减速电压增大时，在相同的条件下到达极板的电子所需的动能就越大，一些在较小的拒斥电压下能到达极板的电子在拒斥电压升高后就不能到达极板了。
总的来说到达极板的电子数减小，因此极板电流减小。
3实验中，取不同的灯丝电压V f 时，曲线I p －V G2应有何变化？为什么？答；灯丝电压变大导致灯丝实际功率变大，灯丝的温度升高，从而在其他参数不变得情况下，单位时间到达极板的电子数增加，从而极板电流增大。
灯丝电压不能过高或过低。
因为灯丝电压的高低，确定了阴极的工作温度，按照热电子发射的规律，影响阴极热电子的发射能力。
灯丝电位低，阴极的发射电子的能力减小，使得在碰撞区与汞原子相碰撞的电子减少，从而使板极A 所检测到的电流减小，给检测带来困难，从而致使A GK I U 曲线的分辨率下降；灯丝电压高，按照上面的分析，灯丝电压的提高能提高电流的分辨率。
但灯丝电压高, 致使阴极的热电子发射能力增加，同时电子的初速增大，引起逃逸电子增多，相邻峰、谷值的差值却减小了。
二、塞曼效应1、什么叫塞曼效应，磁场为何可使谱线分裂？答；若光源放在足够强的磁场中时，原来的一条光谱线分裂成几条光谱线，分裂的谱线成分是偏振的，分裂的条数随能级的类别而不同。
后人称此现象为塞曼效应。
原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成为原子的总磁矩。
总磁矩在磁场中受到力矩的作用而绕磁场方向旋进从而可以使谱线分离2、叙述各光学器件在实验中各起什么作用?答；略3、如何判断F-P 标准具已调好？答；实验时当眼睛上下左右移动时候，圆环无吞吐现象时说明F-P 标准具的两反射面平行了。
大学物理下作业 第八次作业：近代物理(一)
第八次作业：近代物理(一)一.选择题（答案填入下表）题号12345答案1.下列几种说法：(1)所有的惯性系对物理基本规律都是等价的.(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关.(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同.其中哪些说法是正确的?[答案填入上表](A)只有(1)、(2)是正确的(B)只有(1)、(3)是正确的(C)只有(2)、(3)是正确的(D)三种说法都是正确的2.在狭义相对论中，下列说法哪些是正确的？[答案填入上表](1)一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速.(2)质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的.(3)在一惯性系中发生于同一时刻不同地点的两个事件，在其他一切惯性系中也是同时发生的.(4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比他相对静止的相同的时钟走得慢些.(A)(1)、(3)、(4)(C)(1)、(2)、(3).(B)(1)、(2)、(4)(D)(2)、(3)、(4).3.宇宙飞船相对于地面以速度υ作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过Δt (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为[答案填入上表](A)c·Δt.(c 表示真空中的光速)(B)υ·Δt(C)c·()2/1/C t υ-∆(D)c·Δt·()2/1C υ-4.一火箭的固有长度为L ，相对于地面作匀速直线运动的速度为υ1，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为υ2的子弹.在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是[答案填入上表](A)L /(υ1＋υ2)；(B)L /υ2；(C)L /(υ2－υ1)；(D)L /[υ1()21/C ]。
5.已知电子的静能为0.511MeV ，若电子的动能为0.25MeV ，则它所增加的质量Δm 与静止质量m 0的比值近似为：[答案填入上表](A)0.1；(B)0.2；(C)0.5；(D)0.9。
12近代物理一解答
近代物理（一）
第十五章 近代物理
h /(2) ）， 4．关于不确定关系 ( p x x ， 有以下几种理解： (1) 粒子的动量不可能确定． (2) 粒子的坐标不可能确定． (3) 粒子的动量和坐标不可能同时准确地确定． (4) 不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用 于其它粒子． 其中正确的是： (A) (1)，(2). (B) (2)，(4). (C) (3)，(4). (D) (4)，(1). ［ ］
4.6%
m v m m =6.64×10-34 m mv m m
近代物理（一） 第十五章 近代物理 5. 质量为me的电子被电势差U12 = 100 kV的电场加 速，如果考虑相对论效应，试计算其德布罗意波 的波长．若不用相对论计算，则相对误差是多 少？ (电子静止质量me=9.11×10-31 kg，普朗克常 量 h =6.63×10-34 J· s，基本电荷e =1.60×10-19 C) 解： （1）考虑相对论效应 加速后电子动量 p mv m0v / 1 (v / c) 2 ①
1 3x cos 2a a
第十五章 近代物理
2．在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光 速的60％，则因散射使电子获得的能量是其静止 能量的 (A) 2倍． (B) 1.5倍． (C) 0.5倍． (D) 0.25倍． ［ ］
散射前后电子能量分别为 E0 m0 c 2 和 E m c2
由功能关系得加速后电子动能
eU12 Ek mc2 m0c2 [m0 c 2 / 1 (v / c) 2 ] m0 c 2 ②
由德布罗意关系
h/ p
hc eU12 (eU12 2m0c 2 )
高考物理最新近代物理知识点之原子结构图文答案(1)
高考物理最新近代物理知识点之原子结构图文答案(1)一、选择题1．下列说法正确的是()A．β衰变现象说明原子核外存在电子B．只有入射光的波长大于金属的极限波长，光电效应才能产生C．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子的动能减小D．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的2．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少3．关于近代物理，下列说法正确的是（）A．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短B．α粒子散射实验证明了原子的核式结构C．α、β、γ射线比较，α射线的穿透能力最强D．光电效应现象揭示了光的波动性4．氢原子部分能级的示意图如图所示，不同金属的逸出功如下表所示：铯钙镁铍钛金逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 3.9 4.1 4.8大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的所有光子中，能够使金属铯发生光电效应的光子有几种A．2B．3C．4D．55．下列说法正确的是（）A ．“光电效应”现象表明光具有波动性B ．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒C ．天然放射现象表明原子可以再分D ．卢瑟福根据“α粒子散射”实验建立原子结构“枣糕模型” 6．下列说法正确的是A ．比结合能越小的原子核，核子结合得越牢固，原子核越稳定B ．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能与动能之和不变C ．原子核发生一次β衰变，原子核内的一个质子转变为一个中子D ．处于激发态的原子核辐射出γ射线时，原子核的核子数不会发生变化 7．一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级，该氢原子 A ．吸收光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．放出光子，能量增加 D ．吸收光子，能量减少8．下列说法正确的是（ ）A ．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构B ．一群处于n =4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4种谱线C ．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D ．在核反应中，质量数和电荷数都守恒 9．下列说法符合物理学事实的是（ ） A ．伽利略最早证明了行星公转的轨道是椭圆 B ．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力” C ．法拉第在实验中将导线南北放置发现了电流的磁效应 D ．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构10．若用｜E 1｜表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n 能级的能量为12n E E n =，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是（ ） A ．114E B ．134E C ．178E D ．1116E 11．关于近代物理学，下列说法正确的是( )A ．查德威克发现质子的核反应方程为4141712781He N O H +→+B ．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C ．氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要放出光子，氢原子的能量减小， 电子的动能减小D ．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（ ）A ．B ．C．D．13．物理学家通过对现象的深入观察和研究，获得正确的科学认识，推动了物理学的发展．下列说法正确的是A．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子的核式结构模型B．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律C．爱因斯坦通过对光电效应的研究，揭示了光具有波粒二象性D．德布罗意提出微观粒子动量越大，其对应的波长越长14．如图，为氢原子能级图；金属钾的逸出功为2.25eV，则下面有关说法正确的是A．处于基态的氢原子能吸收13.0eV的光子后跃迁至n=3能级B．大量处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出5种不同频率的光C．用处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的各种色光照射金属钾，都能发生光电效应D．用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的光照射金属钾，所产生光电子的最大初动能为10.5eV15．一群氢原子中的电子从较高能级自发地跃迁到较低能级的过程中A．原子要吸收一系列频率的光子B．原子要吸收某一种频率的光子C．原子要发出一系列频率的光子D．原子要发出某一种频率的光子16．下列叙述中符合物理学史的有（）A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子B．卢瑟福通过对 粒子散射实验现象的分析，证实了原子核是可以再分的C．法国物理学家库仑测出元电荷e的电荷量D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构模型17．图示是氢原子的能级图，大量处于n=5的能级的氢原子，在向低能级跃迁的过程中，下列说法正确的是A．辐射的光子频率最多有5种B．辐射的光子频率最多有8种C．可能辐射能量为2.86eV的光子D．可能辐射能量为11eV的光子18．子与氢原子核（质子）构成的原子称为氢原子（hydrogen muon atom），它在原子核的物理研究中有很重要作用，如图氢原子的能级示意图。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
近代物理课后答案
光电11 2.5根据能量和动量守恒定律，证明：光子和自由电子相碰撞不可能产生光电效应。
证：假定自由电子可以吸收一个光子，不失一般性设电子初始静止，光子未被吸收前，能量
和动量守恒
2
/
h m c E
h c P
ν
ν
⎧+=
⎨
=
⎩
，吸收后的能量和动量守恒
2224
224
1
/
E P c m c
h c P E m c
c
ν
⎧=+
⎪
⎨
==-
⎪
⎩。
得到
22
00
E m c E m c
-=+，该式成立要求2
m c=，但这是不可能的。
故题设正确
2.7波长为0.1 nm的X射线光子的动量和能量各为多少？
解：动量34924
/ 6.6310/0.110 6.6310/
p h kg m s
λ---
==⨯⨯=⨯⋅
能量/1240/0.112.4
E hc keV
λ
===
2.8由50 KeV电压加速的电子，在轫致辐射中产生最短X射线波长是多少？
解：3
/1240/50100.0248
hc E nm
λ==⨯=
2.13已知电子的动能分别为1 MeV和1 GeV，求它们的德布罗意波长是多少?
解：电子能量太大，需考虑相对论效应，波长
2
(2)
k k
h hc
p pc E E m c
λ===
+
1MeV的电子波长872
1(120.511)
fm
λ==
+⨯
1GeV的电子波长
322
1.24
(10)0.511
fm
λ==
-
2.13微观粒子的波动性可以用波长和频率表征，试问用实验方法能够直接确定其中的哪一个？对另一个的确定能说些什么？
答：戴维斯-革末实验测量了物质波的波长，不能直接测量物质波的能量
2.14根据电子的德布罗意波长说明：在原子中电子的轨道概念已失去意义，在电视机显像管中运动的电子为什么仍旧可以用电子轨道概念？（设显像管加速电压为10 KeV，管长为0.5 m）
答：以氢原子基态为例，电子的动能为13.6eV，对应德布罗意波长约0.34nm，氢原子半径才0.053nm，轨道概念在原子中失去意义；而电视显像管中10keV电子的德布罗意波长0.0124nm，远小于显像管的长度0.5m，显像管中的电子仍旧可以使用轨道概念
2.17动能为5.0 MeV的α粒子垂直入射到厚度为0.1μm，质量密度为4
1.7510
⨯3
Kg/m的金
箔，试求散射角大于0
90的粒子数是全部入射粒子的百分之几？
解：22 222
12
3
1
cos/2
[()()]
4sin/24
dn a a
Nt d Nt b b Nt
n
θ
θ
πθ
θπθθπ
θ
==-=
⎰⎰，12
/2,
θπθπ
==其中
436
23212
1.7510100.110
6.0210 5.3410
197
A
t
Nt N m
A
ρ-
-
⨯⨯⨯⨯
==⨯⨯=⨯
而
2
1
2 1.44
27945.5
45
Z
e
a fm
E
πε
==⨯⨯=，所以散射角大于900的概率为
2230
216
45.510
5.34108.710
44
dn a
Nt
n
ππ
-
-
⨯
==⨯⨯⨯=⨯
⎰
2.18 α粒子质量比电子质量大7300多倍，若速度为v的非相对论α粒子与一静止的自由电子相碰撞，试证明α粒子的最大散射角约为4
10-rad。
证：正碰时α粒子动量改变最大，α粒子与电子碰撞前后能量、动量守恒得
222
12
12
/2/2/2
Mv Mv mv
Mv Mv mv
⎧=+
⎨
=+
⎩
，
由此得到
12
Mv Mv mv
-=和222
21111
/()()2()
mv M v v v v v v v v v
=-=+--
;，于是有
12
()2
M v v mv
P m
tg
P Mv Mv M
θ
-
∆
==
;;，即4
22
~10
7400
m
rad
M
θ-
;;
2.21对一次电离的氦粒子+
He和两次电离的锂离子++
Li，分别计算：
（1）电子的第一玻尔轨道半径；
（2）电子处在基态时的能量；
（3）电子由第一激发态跃迁到基态时所发射的光子的波长。
解：类氢离子的轨道半径和能量分别为
2
11
,
n
n
r r r
Z
==0.053nm，
22
11
22
,13.6
n
hcRZ Z
E E E eV
n n
=-==-，2
12
1
(1)
hc
Z E
n
λ
=-，波长为
2
12
1
(1)
hc
Z E
n
λ=
-
，因此有
（1）
2
0.0530.053
0.02650.0177
23
He Li
r nm r nm
++
====
,
（2）
2
4(13.6)54.4,9(13.6)122.4
He Li
E eV E eV
++
=⨯-=-=⨯-=-。