18量子物理习题课件.ppt

大学物理习题18;量子物理习题; 18-1 估测星球表面温度的方法之一是:将 星球看成黑体，测量它的辐射峰值波长lm， 利用维恩位移定律便可估计其表面温度，如 果测得北极星和天狼星的lm分别为0.35mm 和0.29mm，试计算它们的表面温度。;已知: l1m=0.35mm, l2m= 0.29mm， b = 2.89×10-3 (m.K)。; 18-2 在加热黑体过程中，其单色辐出度的峰值波长是由0.69mm变化到0.50mm，求总辐出度改变为原来的多少倍? ;已知: l1m=0.69mm, l2m= 0.50mm。; 18-3 假设太阳表面温度为5800K，太阳 半径为 6.96×108m，如果认为太阳的辐射 是稳定的，求太阳在l年内由于辐射，它的质 量减少了多少?;=5.67×10- 8×(5800)4×3.14; 18-4 黑体的温度 T1=6000K， 问 l1= 0.35mm 和 l2=0.70mm的单色辐出度之比等 于多少?当温度上升到T2=7000K时，l1的单 色辐出度增加到原来的多少倍? ;已知: T1=6000K， l1=0.35mm , l2=0.70mm, T2=7000K;l1;l1=0.35mm ; 18-5 假定太阳和地球都可以看成黑体， 如太阳表面温度TS =6000K，地球表面各 处温度相同，试求地球的表面温度(已知太 阳的半径RS=6.96×105km，太阳到地球的 距离r =1.496×108km)。 ;已知: TS =6000K，RS=6.96×105km， r =1.496×108km。 ;=; 18-6 有一空腔辐射体，在壁上有一直 径为0.05mm的小圆孔，腔内温度为7500 K，试求在500~501nm的微小波长范围内 单位时间从小孔辐射出来的能量。 ;解：; 18-7 钾的光电效应红限波长为l0=0.62 mm，求：(1)钾的逸出功；(2)在波长l=330 nm的紫外光照射下，钾的遏止电势差。;=3.2×10-19 (J); 18-8 在光电效应实验中，有个学生测 得某金展的遏止电势差Ua和入射光波长l有 下列对应关系:; ;U; 18-9 铝的逸出功为4.2eV,今用波长为 200nm的紫外光照射到铝表面上，发射的 光电子的最大初动能为多少?遏止电势差为 多大?铝的红限波长是多大? ;=3.23×10-19 (J) =2.0 (eV); 18-10 能引起人跟视觉的最小光强约为 10-12 W/m2，如瞳孔的面积约为0.5×10-4 m2，计算每秒平均有几个光子进入瞳孔到达 视网膜上，设光的平均波长为550nm。;=138 (个/s); 18-11 一个100W的炽热灯泡，其中 5%的辐射功率为可见光，问每秒辐射多少 个可见光光子。设可见光的平均波长为560 nm。;=1.41×1019(个/s); 18-12 100W钨丝灯在1800K温度下工 作，假定可视其为黑体，试计算每秒内在 500~500.1nm波长间隔内发射的光子数。 ;=1.68×10-4 (m2);=5.7×1013(个/s); 18-13 如果一个光子的能量等于一个电 子的静止能量，问该光子的频率、波长和动 量各是多少?在电磁波谱中属于何种射线? ;=1.24×1020 (Hz); 18-14 试根据相对论力学，应用能量守 恒定律和动量守恒定律，讨论光子和自由电 子之间的碰撞: (1)证明处于静止的自由电子是不能吸收光 子的; (2)证明处于运动的自由电子也是不能吸收 光子的; (3)说明处于什么状态的电子才能吸收光子 而产生光电效应。; 解：(1)设原来静止的自由电子与光子碰 撞后吸收光子，并以速度 v 运动。;; (2)设电子碰撞前;;; 18-15 波长l0 =0.0708nm的X射线在石 蜡上受到康普顿散射，在p/2和p方向上所散 射的X射线的波长以及反冲电子所获得的能量 各是多少? ;=0.0024 (nm);=0.0048(nm); 18-16 已知X光的光子能量为0.60MeV， 在康普顿散射后波长改变了20%，求反冲电 子获得的能量和动量。 ;=;j;q;q; 18-17 在康普顿散射中，入射X射线的 波长为3×10-3nm，反冲电子的速率为0.6c 求散射光子的波长和散射方向。 ;E;j; 18-18 一光子与自由电子碰撞，电子可 能获得的最大能量为60keV，求入射光子的 波长和能