最新大学物理下册物理复习ppt课件.ppt
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1、222221/ 1/xutxucyyzzutxctuc 222221/ 1/xutxucyyzzutxctuc洛仑兹坐标变换洛仑兹坐标变换 .10 )( .20 )( .50 )( 9 . 0)(DCBA15-8电子的静能为电子的静能为0.5110.511MeV, ,当电子具有当电子具有0.250.25MeV的动能时的动能时, ,它增大的质它增大的质量量 与静止质量与静止质量m0之比的近似值为之比的近似值为 ( ) ( ) m相对论动能:相对论动能:EK=mC2-m0C2 = (m-m0 )C2 = 0.250.25MeVEo= moC2 = 0.5110.511MeV 静止能量静止能量49.
2、 0/511. 0/25. 0)(2200CMeVCMeVmmm(B)15-9 一粒子一粒子静止质量静止质量m0 ,当把它从静止加速到当把它从静止加速到v=0.8=0.8c时时, , 需要对该粒子做需要对该粒子做的功为的功为( ) . ( ) . 78. 1 )( 67. 1 )( )( 67. 0)(20202020cmDcmCcmBcmA202cmmcEAk222)(1CmcvCmoo22) 1)8 . 0(11(Cmcco=0.666666 m0C2(A)15-11 介子在相对静止的坐标系中测得其介子在相对静止的坐标系中测得其寿命是寿命是 , ,如果如果 介介子相对于地球的速度为子相对于
3、地球的速度为 ,则在地球坐标系中测得则在地球坐标系中测得 介子的寿命为介子的寿命为 s6100 . 2cv988. 015-12 一观察者一观察者A在实验室中测得相对他静止的在实验室中测得相对他静止的 Oxy 平面圆的平面圆的 面积为面积为100cm2 ,另一观察者另一观察者B 乘坐火箭相对于乘坐火箭相对于A 的速度的速度0.96c 沿平行于沿平行于Oxy 平面作匀速直线运动平面作匀速直线运动,则则B 测得此图形形状为测得此图形形状为 ,起面积为起面积为 cm2. s51029. 120)/(1cv椭圆椭圆28yy 21cvxx15-13电子在电子在10106V电压的电场中加速电压的电场中加速
4、,则其质量则其质量m= m0 ,速度速度v= = c, , 如按经典理论计算则其速度为如按经典理论计算则其速度为u = = c . . 20)(cmmeUEk02mceUm31286191011. 9)103(1010106 . 105 .20 m5 .20211cummo220)5 .201(1)(1cmmcuc9988. 09988. 02021umeUEkcu76.1976.1915-21 一立方体的静止质量和体积分别为一立方体的静止质量和体积分别为m0和和V0。今设此立方体沿其一棱。今设此立方体沿其一棱长的方向以速度长的方向以速度v相对于观察者相对于观察者A运动。求观察者运动。求观察者
5、A测得其密度是多少?测得其密度是多少?分析分析 本题必须同时考虑相对论长度收缩和质量随速度增加的效应。本题必须同时考虑相对论长度收缩和质量随速度增加的效应。解解 设立方体的长、宽、高分别以设立方体的长、宽、高分别以 表示,观察者表示,观察者A测得立方体的长、测得立方体的长、宽、高分别为宽、高分别为相应体积为相应体积为观察者观察者A测得立方体的质量测得立方体的质量故相应的密度为故相应的密度为15-22 电子的静止质量电子的静止质量m0 = 9.1110-31 kg。要把电子的速率从。要把电子的速率从0.6 c加速到加速到0.8 c,必须做多少功?,必须做多少功?分析分析 本题可根据能量守恒公式求
6、解,即外力所作的功等于电子动能的增量。本题可根据能量守恒公式求解,即外力所作的功等于电子动能的增量。 解解 由相对论功能关系,电子的速率从由相对论功能关系,电子的速率从0.6 c加速到加速到0.8 c需要的功为需要的功为J141042. 315-23静止质量静止质量m0 = 9.1110-31 kg的电子从静止通过的电子从静止通过1.0106 V的电势差的电势差加速后,它的质量、速率和动量各为多少?加速后,它的质量、速率和动量各为多少?分析分析 加速电势差对电子作的功等于电子动能的增量。加速电势差对电子作的功等于电子动能的增量。 解解 由相对论功能关系,有由相对论功能关系,有 所以所以又因为又
7、因为所以所以电子的动量电子的动量15-24 子的静止能量为子的静止能量为105.7MeV,平均寿命为,平均寿命为2.210-8 s。试求动能为。试求动能为150MeV的的 子的速度子的速度v是多少?平均寿命是多少?平均寿命 是多少?是多少?分析分析 用相对论动能公式和时间膨胀公式可求得结果。用相对论动能公式和时间膨胀公式可求得结果。 解解 根据相对论动能公式根据相对论动能公式得得解得解得的平均寿命的平均寿命第第16章章 量子物理基础量子物理基础1、光子的能量、质量和动量公式、光子的能量、质量和动量公式chchm2hchcmp光子动量光子动量hcmE2光子能量光子能量光子质量光子质量2、了解能量
8、子及能量子假说提出的历史背景;、了解能量子及能量子假说提出的历史背景;3、康普顿散射、玻尔氢原子理论、德布罗意公式、不确定关系式、康普顿散射、玻尔氢原子理论、德布罗意公式、不确定关系式、 四个量子数四个量子数(各有一小题各有一小题)2sin2)cos1 (200cmhcmh1)康普顿公式康普顿公式000/hchPmvP hchP/碰撞过程,碰撞过程,能量守恒能量守恒,动量守恒动量守恒康普顿散射康普顿散射X 光子光子与与自由电子自由电子发生发生完全弹性碰撞完全弹性碰撞,在散射的在散射的 X X 射线中射线中除有与入射波长相同的射线外,还除有与入射波长相同的射线外,还有波长比入射波长更长的射线有波
9、长比入射波长更长的射线 .这种这种现象叫现象叫康普顿散射或康普顿效应。康普顿散射或康普顿效应。 2)玻尔关于定态和量子跃迁的假设玻尔关于定态和量子跃迁的假设 原子系统只能存在于一系列不连续的能量状态中(原子系统只能存在于一系列不连续的能量状态中(E1、E2、E3),),在这些状态中,电子绕核作加速运动而不辐射能量,这种状态称这为原在这些状态中,电子绕核作加速运动而不辐射能量,这种状态称这为原子系统的稳定状态(定态)子系统的稳定状态(定态)即:即: 原子能量只能取某些确定值原子能量只能取某些确定值量子化;量子化; 原子具有的能量原子具有的能量能级;能级;hv = En Ek 频率条件:当原子从一
10、个定态跃迁到另一个定态时,发出或吸收单色频率条件:当原子从一个定态跃迁到另一个定态时,发出或吸收单色辐射的频率满足:辐射的频率满足:处于稳定态中,电子绕核运动的角动量满足角动量量子化条件处于稳定态中,电子绕核运动的角动量满足角动量量子化条件 , 3 , 2 , 1,2nnhnL12rnrneVnEn26.13)11(122HnkRk确定那个谱线系确定那个谱线系n确定哪条谱线确定哪条谱线 按德布罗意波假设,一个作匀速运动的实物粒子有一波与之联系,其按德布罗意波假设,一个作匀速运动的实物粒子有一波与之联系,其波长为波长为3)3)德布罗意公式德布罗意公式kmEhmhph2v221vmEk当粒子的速度
11、接近光速时,应考虑相对论效应,当粒子的速度接近光速时,应考虑相对论效应,2201cmhmhphvvv4)不确定关系式、不确定关系式、hpxx2/xpx2/ypy2/zpzhpyyhpzz5)四个量子数四个量子数 求求 (1) 散射线波长的散射线波长的改变量改变量? (2) 反冲电子的动能反冲电子的动能; (3) 在碰撞中在碰撞中,光子能量损失了多少光子能量损失了多少?解解 (1) 散射散射线波长的改变线波长的改变: )cos1 (0cmh例例16-4 波长波长0 = 10nm 的的X射线与静止的自由电子作弹性碰撞射线与静止的自由电子作弹性碰撞, 散射散射X射线的散射角射线的散射角 =900。
12、002426. 0)90cos1 (00cmh(2) 反冲电子获得的动能反冲电子获得的动能: hhEk0hchc000hchc)(00hceV295J1072. 417(3) 在碰撞中在碰撞中,光子损失的能量等于光子损失的能量等于反冲电子获得的动能反冲电子获得的动能例例16-5 用动能为用动能为 12.5 eV 的电子的电子通过碰撞使通过碰撞使基态氢原子基态氢原子激发激发,问最高能激发到哪一能级问最高能激发到哪一能级?它回到基态时它回到基态时可能产生可能产生哪些哪些波长的谱波长的谱线。线。解解由由 ,有,有26 .13nEneVnEEn5 .12)6 .13(6 .13215 . 3n取整数取
13、整数,有有 n = 3 它回到基态时它回到基态时可能产生可能产生三条三条谱线。谱线。可能的跃迁:可能的跃迁: 3 1 , 3 2 , 2 1221713111m10097. 11221733121m10097. 11221722111m10097. 11m106 .10291m106 .1219293656.3 10 m习题习题16-4、P213mvP hP 00hP 碰撞过程,碰撞过程,能量守恒能量守恒,动量守恒动量守恒0hmvhx2200mchcmhhccmmhc200)(A)散射光子的波长散射光子的波长02 . 1习题习题16-5、 P2142 . 12 . 100hchchv00006
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