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1、第17章習(xí)題解答 1已知在紅外線范圍()內(nèi),可近似將人體看做黑體。假設(shè)成人體表面積的平均值為,表面溫度為,求人體輻射的總功率。解:根據(jù)斯忒藩-玻耳茲曼定律,可得人體單位表面積的輻射功率為人體輻射的總功率為2將星球看做絕對(duì)黑體,利用維恩位移定律測(cè)量便可求得T,這是測(cè)量星球表面溫度的方法之一。設(shè)測(cè)得太陽(yáng)的,北極星的,天狼星的,試求這些星球的表面溫度。 解:將這些星球看成絕對(duì)黑體,則按維恩位移定律:對(duì)太陽(yáng): 對(duì)北極星:對(duì)天狼星: 3已知銫的光電效應(yīng)紅限波長(zhǎng)是660nm,用波長(zhǎng)的光照射銫感光層,求銫放出的光電子的速度。解:故用此波長(zhǎng)的光照射銫感光層可以發(fā)生光電效應(yīng)。 得:4從鋁中移出一個(gè)電子需要4.2
2、 eV 的能量,今有波長(zhǎng)為200nm的光投射到鋁表面。試問(wèn):(1)由此發(fā)射出來(lái)的光電子的最大動(dòng)能是多少?(2)截止電壓為多大?(3)鋁的截止(紅限)波長(zhǎng)有多大?解:(1)已知逸出功據(jù)光電效應(yīng)公式則光電子最大動(dòng)能:截止電壓 (3)紅限頻率, 截止波長(zhǎng) 5設(shè)太陽(yáng)照射到地球上光的強(qiáng)度為8 J/(s·m2),如果平均波長(zhǎng)為500nm,則每秒鐘落到地面上1m2的光子數(shù)量是多少?若人眼瞳孔直徑為3mm,每秒鐘進(jìn)入人眼的光子數(shù)是多少?解:一個(gè)光子能量 秒鐘落到地面上的光子數(shù)為每秒進(jìn)入人眼的光子數(shù)為6、求波長(zhǎng)為500nm的可見(jiàn)光光子的能量、動(dòng)量和質(zhì)量。解:可見(jiàn)光子的能量、動(dòng)量和質(zhì)量分別為7若一個(gè)光子
3、的能量等于一個(gè)電子的靜能,試求該光子的頻率、波長(zhǎng)、動(dòng)量。解:電子的靜止質(zhì)量當(dāng) 時(shí), 則8波長(zhǎng)的X射線在石臘上受到康普頓散射,求在和方向上所散射的X射線波長(zhǎng)各是多大。解:在方向上:散射波長(zhǎng)在方向上散射波長(zhǎng) 9已知X光光子的能量為0.60 MeV,在康普頓散射之后波長(zhǎng)變化了20%,求反沖電子所獲得的動(dòng)能。解:已知射線的初能量又有經(jīng)散射后 此時(shí)能量為 反沖電子能量 10在康普頓散射中,入射光子的波長(zhǎng)為0.003nm,反沖電子的速度為0.60,求散射光子的波長(zhǎng)及散射角。解:反沖電子的能量增量為由能量守恒定律,電子增加的能量等于光子損失的能量,故有 散射光子波長(zhǎng)由康普頓散射公式可得 散射角為 11用能量
4、為12.5eV的電子去激發(fā)基態(tài)氫原子,問(wèn)受激發(fā)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),會(huì)出現(xiàn)哪些波長(zhǎng)的光譜線?解:設(shè)氫原子全部吸收能量后,最高能激發(fā)到第個(gè)能級(jí),則得,只能取整數(shù), 最高激發(fā)到,當(dāng)然也能激發(fā)到的能級(jí)于是可以發(fā)出以上三條譜線12處于基態(tài)的氫原子被外來(lái)單色光激發(fā)后,巴爾末系中只有兩條譜線,試求這兩條譜線的波長(zhǎng)及外來(lái)光的頻率。解:巴爾末系是由的高能級(jí)躍遷到的能級(jí)發(fā)出的譜線只有二條譜線說(shuō)明激發(fā)后最高能級(jí)是的激發(fā)態(tài)基態(tài)氫原子吸收一個(gè)光子被激發(fā)到的能態(tài) 13當(dāng)基態(tài)氫原子被12.09eV的光子激發(fā)后,其電子的軌道半徑將增加到原來(lái)的多少倍?解: , ,軌道半徑增加到倍.14什么是德布羅意波?哪些實(shí)驗(yàn)證實(shí)微觀粒子具有波動(dòng)性?解:實(shí)物粒子也具有波粒二象性,這種與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波稱(chēng)為德布羅意波。戴維遜-革末實(shí)驗(yàn)以及湯姆遜電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了微觀粒子具有波動(dòng)性。15在電子束中,電子的動(dòng)能為200eV,則電子的德布羅意波長(zhǎng)為多少?當(dāng)該電子
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