量子力学复习课件new.ppt

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1、99氩（氩（Z=18）原子基态的电子组态是：原子基态的电子组态是：99 氢原子中处于氢原子中处于3d量子态的电子，描述其量子态的四个量子量子态的电子，描述其量子态的四个量子 数（数（n，l，ml,，ms）可能取的值为：可能取的值为：98氢原子的氢原子的L壳层内，电子可能具有的量子数（壳层内，电子可能具有的量子数（n，l，ml,，ms）是：是：量子物理基础量子物理基础一、重要基本概念：一、重要基本概念：1.普朗克量子假说普朗克量子假说 2、玻尔氢原子理论三条基本假设：玻尔氢原子理论三条基本假设：3、爱因斯坦光子理论：爱因斯坦光子理论：4、光电效应本质：、光电效应本质：5、康普顿效应本质：康普顿效

2、应本质：6、物质波物质波:7、不确定关系不确定关系:8、波函数波函数:9、泡利不相容原理泡利不相容原理:10、能量最小原理：能量最小原理：11、四个量子数四个量子数:12、重要公式重要公式:13、重要数据重要数据:1.已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应。若此金属已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应。若此金属的逸出电势差为的逸出电势差为 U0 （使电子从金属逸出需作功使电子从金属逸出需作功 e U0 ),则此单则此单色光的波长色光的波长 必须满足：必须满足：A)hc/(eU0).B)hc/(eU0).C)eU0/(hc).D)eU0/(hc).2.关于光电效应有下列说法：关于光电效

3、应有下列说法：(1)任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应.(2)若入射光的频率都大于一给定金属的红限若入射光的频率都大于一给定金属的红限,则该金属分别受到则该金属分别受到不同频率的光照射时不同频率的光照射时,释出的光电子的最大初动能也不同释出的光电子的最大初动能也不同.(3)若入射光的频率都大于一给定金属的红限若入射光的频率都大于一给定金属的红限,则该金属分别受到则该金属分别受到不同频率不同频率,但强度相等的光照射时但强度相等的光照射时,单位时间释出的光电子数一定单位时间释出的光电子数一定相等相等.(4)若入射光的频率都大于一给定

4、金属的红限若入射光的频率都大于一给定金属的红限,则当入射光的频率则当入射光的频率不变不变,而强度增大一倍时而强度增大一倍时,该金属的饱和光电流也增大一倍该金属的饱和光电流也增大一倍.其中正确的是其中正确的是 .A.(1),(2),(3).B.(2),(3),(4).C.(2),(3).D.(2),(4).3.用频率为用频率为 1 的单色光照射某金属时的单色光照射某金属时,测得饱和电流为测得饱和电流为 I1.用用频率为频率为 2 的单色光照射某金属时的单色光照射某金属时,测得饱和电流为测得饱和电流为 I2.若若 I1 I2 ,则则 A.1 2 .B.1 2 .C.1 =2 .D.1,2的关系还不

5、能的关系还不能 确定确定.4.以一定频率的单色光照射到某金属以一定频率的单色光照射到某金属,测出其光电流的曲线如图测出其光电流的曲线如图中实线所示中实线所示,然后在光强度不变的条件下然后在光强度不变的条件下,增大光的频率增大光的频率,测出其测出其光电流的曲线如图中的虚线所示光电流的曲线如图中的虚线所示.则满足题意的图是则满足题意的图是 5.以一定频率的单色光照射到某金属以一定频率的单色光照射到某金属,测出其光电流的曲线如图测出其光电流的曲线如图中实线所示中实线所示,然后保持频率不变，增大光强然后保持频率不变，增大光强,测出其光电流的曲测出其光电流的曲线如图中的虚线所示线如图中的虚线所示.则满足

6、题意的图是则满足题意的图是 6.根据玻尔理论，氢原子在根据玻尔理论，氢原子在 n=5 轨道上的动量矩与在第一激发轨道上的动量矩与在第一激发态的轨道动量矩之比为：态的轨道动量矩之比为：A.5/2.B.5/3 .C.5/4 .D.5 .7.若若粒子（电量为粒子（电量为 2 e）在磁感应强度为在磁感应强度为 B 的均匀磁场中沿半的均匀磁场中沿半径为径为 R 的圆形轨道运动，则的圆形轨道运动，则 粒子的德布罗意波长为粒子的德布罗意波长为 。A.h/(2 e R B).B.h/(e R B).C.1/(2 e R B h).D。1/(e R B h).8.8.要使处于基态的氢原子受激发后，能发射莱曼系的

7、最长波长要使处于基态的氢原子受激发后，能发射莱曼系的最长波长的谱线，至少应向基态氢原子提供的能量是的谱线，至少应向基态氢原子提供的能量是 。A)1.5 A)1.5 eV eV.B)3.4.B)3.4 eV eV.C)10.2.C)10.2 eV eV.D)13.6.D)13.6 eV eV.9.10.康普顿散射中，康普顿散射中，当出射光子与入射光子方向成夹角当出射光子与入射光子方向成夹角=时，光子的频率减小得最多；当时，光子的频率减小得最多；当=时，时，光子的频率保持不变。光子的频率保持不变。11.玻尔氢原子理论中，势能为负值，而且数值比动能玻尔氢原子理论中，势能为负值，而且数值比动能大，所以

8、总能量为大，所以总能量为 值，并且只能取值，并且只能取 值。值。12.氢原子基态电离能是氢原子基态电离能是 eV.电离能为电离能为 0.544 eV 的激发态氢原子，其电子处在的激发态氢原子，其电子处在 n=的状态上运动。的状态上运动。13.描述微观粒子运动的波函数为描述微观粒子运动的波函数为 ，则，则*表示表示 ，须满足的条件是须满足的条件是 ，其归一化条件是其归一化条件是 。14.原子内电子的量子态由原子内电子的量子态由 n、l、ml、ms 表征。表征。当当 n、l、ml 一定时，不同的量子态数目为一定时，不同的量子态数目为 ；当当 n、l 一定时一定时，不同的量子态数目为，不同的量子态数

9、目为 ；当当 n 一定时，不同的量子态数目为一定时，不同的量子态数目为 。15.图示被激发的氢原子跃迁到低能级时（图中图示被激发的氢原子跃迁到低能级时（图中E1不是基不是基态），可发出波长为态），可发出波长为 1、2、3的辐射，其频率的辐射，其频率 1、2 、3的关系式是的关系式是 ；三个波长的关系等式是三个波长的关系等式是 。16.已知氢原子光谱的某一线系的极限波长为已知氢原子光谱的某一线系的极限波长为 3647 埃，埃，其中有一谱线波长为其中有一谱线波长为 6565 埃，求与该波长相应的始态和埃，求与该波长相应的始态和终态能级的能量（终态能级的能量（R=1.097 107 m-1).20.

10、在在 x 散射实验中，若散射光波长是入射光波长的散射实验中，若散射光波长是入射光波长的 1.2 倍倍，则入射光光子能量与散射光光子能量之比则入射光光子能量与散射光光子能量之比0/为为 A)0.8 B)1.2 C)1.6 D)2.0 21.当大量氢原子处于当大量氢原子处于 n=3 的激发态时，原子跃迁将发的激发态时，原子跃迁将发出：出：A)一种波长的光。一种波长的光。B)两种波长的光。两种波长的光。C)三种波长的光。三种波长的光。D)连续光谱。连续光谱。22.若有两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，若有两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的则这两种粒子的 A)动量相同。动量相

11、同。B)能量相同。能量相同。C)速度相同。速度相同。D)动能相同。动能相同。23.氢原子的氢原子的 L 壳层中，电子可能具有的量子数壳层中，电子可能具有的量子数 （n,l,ml,mS)是是 A)(1,0,0,-1/2 )B)(2,1,-1,1/2 )C)(2,0,1,-1/2 )D)(3,1,-1,1/2 )24.德布罗意的波函数与经典波的波函数的本质区别是：德布罗意的波函数与经典波的波函数的本质区别是：25.1921年施特恩和盖拉赫在实验中发现，一束处于年施特恩和盖拉赫在实验中发现，一束处于 s 态的原子射线，在非均匀磁场中，分裂为两束。对于这态的原子射线，在非均匀磁场中，分裂为两束。对于这

12、种分裂，用电子轨道运动的角动量空间取向量子化难于种分裂，用电子轨道运动的角动量空间取向量子化难于解释，只能用解释，只能用来解释。来解释。26.氢原子的部分能级跃迁示意如图。在这些跃迁中，氢原子的部分能级跃迁示意如图。在这些跃迁中，（1）从）从 n=的能级跃迁到的能级跃迁到 n=的能级时发射的的能级时发射的光子波长最短。光子波长最短。（2）从）从 n=的能级跃迁到的能级跃迁到 n=的能级时发射的的能级时发射的光子的频率最小。光子的频率最小。27.粒子在一维矩形无限深势阱中运动，波函数为：粒子在一维矩形无限深势阱中运动，波函数为：若粒子处于若粒子处于 n=1 的状态，在的状态，在 0 (1/4)a

13、 区间发现粒区间发现粒子的概率是多少？子的概率是多少？17.粒子在磁感应强度为粒子在磁感应强度为 B=0.025 T 的均匀磁场的均匀磁场 中中沿半径为沿半径为 R=0.83 cm 的圆形轨道运动。的圆形轨道运动。（1）计算其德布罗意波长。）计算其德布罗意波长。（2）若使质量若使质量 m=0.1 g 的小球以与的小球以与 粒子相同的速率粒子相同的速率运动，则其波长为多少？运动，则其波长为多少？（m=6.6410-27 kg)18.根据玻尔理论（根据玻尔理论（1）计算氢原子中）计算氢原子中 电子在量子数为电子在量子数为 n 的轨道的轨道上作圆周运动的频率。（上作圆周运动的频率。（2）计算当该电子

14、跃迁到（）计算当该电子跃迁到（n-1）的轨道的轨道上时所发出的光子的频率。（上时所发出的光子的频率。（3）证明当）证明当 n 很大时，上述（很大时，上述（1）和）和（2）的结果近似相等。）的结果近似相等。19.已知某电子的德布罗意波长和光子的波长相同。已知某电子的德布罗意波长和光子的波长相同。（1）它们的动量大小是否相同？为什么？）它们的动量大小是否相同？为什么？（2）它们的（总）能量是否相同？为什么？）它们的（总）能量是否相同？为什么？28.根据量子力学理论，氢原子中电子的动量矩在根据量子力学理论，氢原子中电子的动量矩在外磁场方向上的投影为外磁场方向上的投影为 ，当角量子数，当角量子数l=2

15、时，时，Lz的可能取值为的可能取值为 半导体半导体 n（电）电）4（5）施主导底）施主导底 p（空）空）4（3）受主满顶）受主满顶 1.n 型半导体中，型半导体中，杂质原子所形成的局部能级称为杂质原子所形成的局部能级称为 ，在能带结构中应处于，在能带结构中应处于 中，中，而接近而接近 。2.激发本征半导体中传导电子的几种方法有（激发本征半导体中传导电子的几种方法有（1）热激发，）热激发，（2）光激发，（）光激发，（3）用三价元素掺杂，（）用三价元素掺杂，（4）用五价元素）用五价元素掺杂。对于纯锗和纯硅这类本征半导体，在上述方法中能掺杂。对于纯锗和纯硅这类本征半导体，在上述方法中能激发其传导电子

16、的只有激发其传导电子的只有 A.(1)(2).B.(3)(4).C.(1)(2)(3).D.(1)(2)(4).3.与绝缘体比较，半导体的能带结构特点是与绝缘体比较，半导体的能带结构特点是 A.导带也是空带。导带也是空带。B.满带与导带重合，满带与导带重合，C.满带中总是有空穴，导带中总是有电子。满带中总是有空穴，导带中总是有电子。D.禁带宽度较窄。禁带宽度较窄。4.硫化镉（硫化镉（Cd S）晶体的禁带宽度为晶体的禁带宽度为 2.42 eV,要使这种要使这种晶体产生本征光导电，则入射到晶体上的光的波长不能大晶体产生本征光导电，则入射到晶体上的光的波长不能大于于 A.650 nm.B.628 n

17、m.C.550 nm.D.514 nm.激光激光 1.世界上第一台激光器是世界上第一台激光器是 A)氦氦-氖激光器。氖激光器。B)氩离子激光器。氩离子激光器。C)二氧化碳激光器。二氧化碳激光器。D)红宝石激光器。红宝石激光器。2.激光全息照相技术主要利用激光的哪一种优良特性？激光全息照相技术主要利用激光的哪一种优良特性？A)亮度高。亮度高。B)方向性好。方向性好。C)相干性好。相干性好。D)抗电磁干扰能力强。抗电磁干扰能力强。3.按照原子的量子理论，原子可以通过按照原子的量子理论，原子可以通过 和和 两种方式发光，而激光是由两种方式发光，而激光是由 方式产生的。方式产生的。4.激光器的基本结构

18、包括三部分：激光器的基本结构包括三部分：，和和 。5.按工作物质不同，激光器可分为四大类，它们是按工作物质不同，激光器可分为四大类，它们是 、和和 。6.下列条件中下列条件中 哪些是产生激光的条件，写出其标号：哪些是产生激光的条件，写出其标号：（1）自发辐射，）自发辐射，（2）受激辐射，（）受激辐射，（3）粒子数反转，）粒子数反转，（4）三能级系统，）三能级系统，（5）谐振腔。）谐振腔。7.光和物质相互作用产生受激辐射时，辐射光和照射光光和物质相互作用产生受激辐射时，辐射光和照射光具有完全相同的具有完全相同的 特性，这些特性是指：特性，这些特性是指：。8.产生激光的必要条件是：产生激光的必要条

19、件是：。激光的三个主要特性是：激光的三个主要特性是：9.激光器中，光学谐振腔的作用是激光器中，光学谐振腔的作用是（1）（2）（3）模拟试卷模拟试卷 一一.选择题（每小题选择题（每小题 3 分，共分，共36分）分）1.图示一个带电量为图示一个带电量为 q 的点电荷位于立方体的的点电荷位于立方体的 A 角上，角上，则通过侧面则通过侧面 abcd 的电场强度等于：的电场强度等于：5.一线圈中通过的电流一线圈中通过的电流 I 随时间随时间 t 变化的规律，如图所变化的规律，如图所示。试示。试 图示出图示出 自感应电动势自感应电动势 L 随时间变化的规律。随时间变化的规律。（以（以 I 的正方向为的正方向为 的正方向）的正方向）