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©物理系_2014_09《大学物理AII》作业No.7光场的量子性班级________学号________姓名_________成绩_______一、判断题：（用“T”和“F”表示）[F]1．黑体辐射的经典理论解释------维恩公式会出现“紫外灾难”现象。解：教材155页。[F]2．光电效应中，光子与电子的相互作用形式是弹性碰撞；而在康普顿效应中，光子与电子的相互作用形式是完全非弹性碰撞。解：就光子与电子的相互作用形式而言，光电效应中，二者是完全非弹性碰撞；康普顿效应中，二者是弹性碰撞。[T]3．光电效应中饱和光电流大小与入射光的频率成正比。解：教材157页。当入射光频率一定时，饱和光电流与入射光强成正比。[F]4．康普顿散射的散射光中只有比入射光波长更长的波长出现。解：教材160页。散射光中既有原来波长的成分，也有波长增长的成分。[F]5．氢原子光谱线的巴尔末系是氢原子所有激发态向基态跃迁而形成。解：里德伯公式中，，巴耳末系:k=2,而基态是k=1.二、选择题：1．激光全息照相技术主要是利用激光的哪一种优良特性？[C](A)亮度性(B)方向性好(C)相干性好(D)抗电磁干扰能力强解：教材183.2．以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示。然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示，则满足题意的图是[B]解：光的强度I=Nhv,其中N为单位时间内通过垂直于光线的单位面积的光子数。保持光的频率v不变，增大照射光强I，则光子数N增加，光电子数也随之增加，电流i也增加。给定光材料，截止电压只与频率有关，因此本问截止电压不变。故选B3.根据黑体辐射实验规律，若物体的温度增加一倍，其总辐射能变为原来的[D]Ui(A)OUi(B)OUi(C)OUi(D)O(A)1倍(B)2倍(C)4倍(D)16倍解：根据斯特潘-玻尔兹曼定律：，知如果物体的温度增加一倍，即4．在X射线散射实验中，若散射光波长是入射光波长的1.2倍，则入射光光子能量与散射光光子能量之比为[B](A)0.8(B)1.2(C)1.6(D)2.0解：，=1.2，，所以5．假定氢原子原来是静止的，则氢原子从n=3的激发态直接通过辐射跃迁到基态的反冲速度大约为[C](A)10ms-1(B)100ms-1(C)4ms-1(D)400ms-1(已知：氢原子的质量m=1.67×10-27kg)解：从n=3到n=1辐射光子的能量为,动量大小为，氢原子辐射光子前后动量守恒，有,，所以，反冲速度为(ms)三、填空题：1．设用频率为1和2的两种单色光，先后照射同一种金属均能产生光电效应。已知金属的红限频率为0，测得两次照射时的遏止电压|Ua2|=3|Ua1|，则这两种单色光的频率关系为______。解：由光电效应方程，得用频率为1的单色光，照射金属时其遏止电压为(V)用频率为2的单色光，照射金属时其遏止电压为题意两次照射时的遏止电压|Ua2|=3|Ua1|故这两种单色光的频率关系满足即有2．按照原子的量子理论，原子可以通过_____自发辐射_、__受激辐射______两种辐射方式发光，而激光是由____受激辐射____方式产生的。3．在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的1.4倍，则散射光光子能量与反冲电子动能EK之比为______2.5________。解：设入射光子能量为，则散射光光子能量由能量守恒定律和题意有反冲电子动能为故散射光光子能量与反冲电子动能EK之比为4．光子能量为0.5MeV的X射线，入射到某种物质上而发生康普顿散射。若反冲电子的能量为0.1MeV，则散射光波长的改变量与入射光波长0之比值为____0.25____。解：入射X射线光子能量为由能量守恒定律和题意有出射X射线光子能量为故由康普顿散射理论知散射光波长的改变量与入射光波长0之比值为：5．处于基态的氢原子吸收了13.06eV的能量后，可激发到n=______5_____的能级。当它跃迁回到各低能级态时，可能辐射的光谱线中属于巴尔末系的共有____3_____条。解：由波尔氢原子理论的跃迁公式可得处于基态的氢原子吸收了13.06eV的能量后，能激发到的最高能级的量子数为画出能级跃迁图如右，由此知跃迁回到基态时,可能辐射的光谱线中属于巴尔末系的共有3条。n=2n=3n=4n=5n=1赖曼系巴耳末系帕邢系四、计算题：1.图中所示为在一次光电效应实验中得出的曲线(1)求证：对不同材料的金属，AB线的斜率相同。(...