大學(xué)物理下冊(cè)復(fù)習(xí)資料

1、大學(xué)物理下冊(cè)復(fù)習(xí)資料2021/1/421、狹義相對(duì)論的基本原理，洛侖茲坐標(biāo)變換；同時(shí)性的相對(duì)性，長(zhǎng)度收縮，時(shí)間延緩公式；、狹義相對(duì)論的基本原理，洛侖茲坐標(biāo)變換；同時(shí)性的相對(duì)性，長(zhǎng)度收縮，時(shí)間延緩公式； m/s 458 792 299 c1) 1) 光速不變?cè)砉馑俨蛔冊(cè)碓谒械膽T性系中，光在真空中的傳播速率具有相同的值在所有的慣性系中，光在真空中的傳播速率具有相同的值包括兩個(gè)意思：包括兩個(gè)意思：l 光速不隨觀察者的運(yùn)動(dòng)而變化光速不隨觀察者的運(yùn)動(dòng)而變化 l 光速不隨光源的運(yùn)動(dòng)而變化光速不隨光源的運(yùn)動(dòng)而變化 2) 2) 相對(duì)性原理相對(duì)性原理一切物理規(guī)律在所有慣性系中具有相同的形式一切物理規(guī)律在所

2、有慣性系中具有相同的形式2021/1/43222221/ 1/xutxucyyzzutxctuc 222221/ 1/xutxucyyzzutxctuc洛侖茲坐標(biāo)變換洛侖茲坐標(biāo)變換2021/1/44同時(shí)性的相對(duì)性同時(shí)性的相對(duì)性2)(1cvtt原時(shí)原時(shí)最短原時(shí)最短2)(1cvLL原長(zhǎng)原長(zhǎng)原長(zhǎng)最長(zhǎng)原長(zhǎng)最長(zhǎng)2、質(zhì)速關(guān)系，靜能、動(dòng)能和總能公式；、質(zhì)速關(guān)系，靜能、動(dòng)能和總能公式；211cummo22cmmcEoK 2E = 22021/1/45例例15-315-3：在：在h h0 0=6000m=6000m的高層大氣中產(chǎn)生了一個(gè)的高層大氣中產(chǎn)生了一個(gè) 介子，介子， 介子以介子以0.998c的速度鉛直向地

3、面飛的速度鉛直向地面飛來，以知來，以知 介子靜止時(shí)的平均壽命為介子靜止時(shí)的平均壽命為2.10 6s，問問 介子在介子在衰變前衰變前能否到達(dá)地面。能否到達(dá)地面。vve正電子或負(fù)電子正電子或負(fù)電子 中微子中微子 反中微子反中微子用經(jīng)典時(shí)空觀計(jì)算用經(jīng)典時(shí)空觀計(jì)算 介子所走路程介子所走路程0998.0cy68102103998. 0y)m(8 .598 介子還沒到達(dá)地面，就已經(jīng)衰變了。解：解：相對(duì)論時(shí)空觀計(jì)算相對(duì)論時(shí)空觀計(jì)算 地面地面 S S 系觀測(cè)系觀測(cè) 20)/(1cvs106 .31626)/998.0(1102cc 介子運(yùn)動(dòng)距離cy998.086103998.0106 .31)m(9461 完

4、全能夠到達(dá)地面。實(shí)際上，不僅在地面，甚至在地下完全能夠到達(dá)地面。實(shí)際上，不僅在地面，甚至在地下 3 3 深的礦井中也測(cè)到了深的礦井中也測(cè)到了 介子介子2021/1/46這一問題也可以從另一方面考慮。即假設(shè)有一個(gè)與這一問題也可以從另一方面考慮。即假設(shè)有一個(gè)與介子相對(duì)靜止的觀測(cè)者，在他看來，介子相對(duì)靜止的觀測(cè)者，在他看來，介子介子的平均壽命為的平均壽命為 s，地面相對(duì)，地面相對(duì)介子高速運(yùn)動(dòng)。因此，在他看來，介子高速運(yùn)動(dòng)。因此，在他看來，介子產(chǎn)生時(shí)與地介子產(chǎn)生時(shí)與地面的距離應(yīng)為面的距離應(yīng)為h=h0 =379 (m)介子可以飛行的距離介子可以飛行的距離 (m)d3h，因此，因此，介子可以到達(dá)地面。介子

5、可以到達(dá)地面。2998. 0160002021/1/47例例15-4. 長(zhǎng)為長(zhǎng)為4m的棒靜止在慣性系的棒靜止在慣性系S中平面內(nèi)，并與中平面內(nèi)，并與x軸成軸成30o角，角，S系與系與S系中以速度系中以速度0.5c沿沿X X軸正軸正方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)。方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)。=0時(shí)，兩系的原點(diǎn)重合。求時(shí)，兩系的原點(diǎn)重合。求S 系中觀察者測(cè)得棒長(zhǎng)和它與系中觀察者測(cè)得棒長(zhǎng)和它與X 軸的夾角軸的夾角 mcuLcuLLxx3130cos12002在在 S 系：系：07 .3332arctanarctanxyLLmLLLyx6 . 332222 2 解：解： 在在S系：系：L0=4mLx=cos 30oLy=s

6、 in30oL 30 2m2021/1/4815-5某不穩(wěn)定粒子的固有壽命是某不穩(wěn)定粒子的固有壽命是 , ,在實(shí)驗(yàn)室參考系中測(cè)得它的速度為在實(shí)驗(yàn)室參考系中測(cè)得它的速度為 , ,則則此粒子從生產(chǎn)到湮滅能飛行的距離為此粒子從生產(chǎn)到湮滅能飛行的距離為( ) ( ) s6100 . 1sm/100 . 28 02m4 )( 68m2 )( 00m2 )( 149)(DCBmA20)/(1cv286)/102(1101csmy/1028m268(c)2021/1/4915-7 一宇航員要到離地球?yàn)橐挥詈絾T要到離地球?yàn)?光年的星球去旅行，如果宇航員希望把這路程縮短為光年的星球去旅行，如果宇航員希望把這路程

7、縮短為3光年，則他所光年，則他所乘的火箭相對(duì)于地球的速度乘的火箭相對(duì)于地球的速度v應(yīng)為（應(yīng)為（ ）（A） （B） （C） （D） 2)(153cv22)(1)53(cv2516)53(1)(22cv542516)53(1)(2cv（D）2021/1/410 .10 )( .20 )( .50 )( 9 . 0)(DCBA15-8電子的靜能為電子的靜能為0.5110.511MeV, ,當(dāng)電子具有當(dāng)電子具有0.250.25MeV的動(dòng)能時(shí)的動(dòng)能時(shí), ,它增大的質(zhì)量它增大的質(zhì)量 與靜止質(zhì)量與靜止質(zhì)量m0之之比的近似值為比的近似值為 ( ) ( ) m相對(duì)論動(dòng)能：相對(duì)論動(dòng)能：20C2 = (0 )C2

8、= 0.25 2 = 0.511 靜止能量靜止能量49. 0/511. 0/25. 0)(2200CMeVCMeVmmm(B)2021/1/41115-9 一粒子靜止質(zhì)量一粒子靜止質(zhì)量m0 ,當(dāng)把它從靜止加速到當(dāng)把它從靜止加速到0.8c時(shí)時(shí), 需要對(duì)該粒子做的功為需要對(duì)該粒子做的功為( ) . 78. 1 )( 67. 1 )( )( 67. 0)(20202020cmDcmCcmBcmA202cmmcEAk222)(1CmcvCmoo22) 1)8 . 0(11(Cmcco=0.666666 m0C2(A)2021/1/41215-11 介子在相對(duì)靜止的坐標(biāo)系中測(cè)得其介子在相對(duì)靜止的坐標(biāo)系中

9、測(cè)得其壽命是壽命是, ,如果如果 介子相對(duì)于地球的速度為介子相對(duì)于地球的速度為 ,則在地球坐標(biāo)系中測(cè)得則在地球坐標(biāo)系中測(cè)得 介子的壽命為介子的壽命為 s6100 . 2cv988. 0s51029. 120)/(1cv2021/1/41315-12 一觀察者一觀察者A在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)得相對(duì)他靜止的在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)得相對(duì)他靜止的 平面圓的平面圓的 面積為面積為1002 ,另一觀察者另一觀察者B 乘坐火箭乘坐火箭相對(duì)于相對(duì)于A 的速度的速度0.96c 沿平行于沿平行于 平面作勻速直線運(yùn)動(dòng)平面作勻速直線運(yùn)動(dòng),則則B 測(cè)得此圖形形狀為測(cè)得此圖形形狀為 ,起面積為起面積為 2. 橢圓橢圓28yy 21cvxx2

10、021/1/41415-13電子在電子在10106V電壓的電場(chǎng)中加速電壓的電場(chǎng)中加速,則其質(zhì)量則其質(zhì)量 m0 ,速度速度 c, 如按經(jīng)典理論計(jì)算則其速度為如按經(jīng)典理論計(jì)算則其速度為u = c . 20)(cmmeUEk02mceUm31286191011. 9)103(1010106 . 105 .20 m5 .20211cummo220)5 .201(1)(1cmmcuc9988. 09988. 02021umeUEkcu76.1976.192021/1/41515-21 一立方體的靜止質(zhì)量和體積分別為一立方體的靜止質(zhì)量和體積分別為m0和和V0。今設(shè)此立方體沿其一棱長(zhǎng)的方向以速度。今設(shè)此立方

11、體沿其一棱長(zhǎng)的方向以速度v相對(duì)于觀相對(duì)于觀察者察者A運(yùn)動(dòng)。求觀察者運(yùn)動(dòng)。求觀察者A測(cè)得其密度是多少？測(cè)得其密度是多少？分析分析 本題必須同時(shí)考慮相對(duì)論長(zhǎng)度收縮和質(zhì)量隨速度增加的效應(yīng)。本題必須同時(shí)考慮相對(duì)論長(zhǎng)度收縮和質(zhì)量隨速度增加的效應(yīng)。解解 設(shè)立方體的長(zhǎng)、寬、高分別以設(shè)立方體的長(zhǎng)、寬、高分別以 表示，觀察者表示，觀察者A測(cè)得立方體的長(zhǎng)、寬、高分別為測(cè)得立方體的長(zhǎng)、寬、高分別為相應(yīng)體積為相應(yīng)體積為觀察者觀察者A測(cè)得立方體的質(zhì)量測(cè)得立方體的質(zhì)量故相應(yīng)的密度為故相應(yīng)的密度為2021/1/41615-22 電子的靜止質(zhì)量電子的靜止質(zhì)量m0 = 9.1110-31 。要把電子的速率從。要把電子的速率從0

12、.6 c加速到加速到0.8 c，必須做多少功？，必須做多少功？分析分析 本題可根據(jù)能量守恒公式求解，即外力所作的功等于電子動(dòng)能的增量。本題可根據(jù)能量守恒公式求解，即外力所作的功等于電子動(dòng)能的增量。 解解 由相對(duì)論功能關(guān)系，電子的速率從由相對(duì)論功能關(guān)系，電子的速率從0.6 c加速到加速到0.8 c需要的功為需要的功為J141042. 32021/1/41715-23靜止質(zhì)量靜止質(zhì)量m0 = 9.1110-31 的電子從靜止通過的電子從靜止通過1.0106 V的電勢(shì)差加速后，它的質(zhì)量、速率的電勢(shì)差加速后，它的質(zhì)量、速率和動(dòng)量各為多少？和動(dòng)量各為多少？分析分析 加速電勢(shì)差對(duì)電子作的功等于電子動(dòng)能的增

13、量。加速電勢(shì)差對(duì)電子作的功等于電子動(dòng)能的增量。 解解 由相對(duì)論功能關(guān)系，有由相對(duì)論功能關(guān)系，有 所以所以又因?yàn)橛忠驗(yàn)樗运噪娮拥膭?dòng)量電子的動(dòng)量2021/1/41815-24 子的靜止能量為子的靜止能量為105.7，平均壽命為，平均壽命為2.210-8 s。試求動(dòng)能為。試求動(dòng)能為150的的 子的速度子的速度v是多少？是多少？平均壽命平均壽命 是多少？是多少？分析分析 用相對(duì)論動(dòng)能公式和時(shí)間膨脹公式可求得結(jié)果。用相對(duì)論動(dòng)能公式和時(shí)間膨脹公式可求得結(jié)果。 解解 根據(jù)相對(duì)論動(dòng)能公式根據(jù)相對(duì)論動(dòng)能公式得得解得解得的平均壽命的平均壽命2021/1/419第第16章章 量子物理基礎(chǔ)量子物理基礎(chǔ)2021/1

14、/4201、光子的能量、質(zhì)量和動(dòng)量公式、光子的能量、質(zhì)量和動(dòng)量公式chchm2hchcmp光子動(dòng)量光子動(dòng)量hcmE2光子能量光子能量光子質(zhì)量光子質(zhì)量2、了解能量子及能量子假說提出的歷史背景；、了解能量子及能量子假說提出的歷史背景；2021/1/4213、康普頓散射、玻爾氫原子理論、德布羅意公式、不確定關(guān)系式、康普頓散射、玻爾氫原子理論、德布羅意公式、不確定關(guān)系式、 四個(gè)量子數(shù)四個(gè)量子數(shù)(各有一小題各有一小題)2sin2)cos1 (200cmhcmh1)康普頓公式康普頓公式000/hchPmvPhchP/碰撞過程，能量守恒碰撞過程，能量守恒, ,動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒康普頓散射康普頓散射X 光子與自

15、由電子發(fā)生完全彈性光子與自由電子發(fā)生完全彈性碰撞碰撞,在散射的在散射的 X 射線中除有與入射波長(zhǎng)相射線中除有與入射波長(zhǎng)相同的射線外，還有波長(zhǎng)比入射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的射同的射線外，還有波長(zhǎng)比入射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的射線線 .這種現(xiàn)象叫康普頓散射或康普頓效應(yīng)。這種現(xiàn)象叫康普頓散射或康普頓效應(yīng)。 2021/1/4222)玻爾關(guān)于定態(tài)和量子躍遷的假設(shè)玻爾關(guān)于定態(tài)和量子躍遷的假設(shè) 原子系統(tǒng)只能存在于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中（原子系統(tǒng)只能存在于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中（E1、E2、E3），在這些狀態(tài)中，電子繞），在這些狀態(tài)中，電子繞核作加速運(yùn)動(dòng)而不輻射能量，這種狀態(tài)稱這為原子系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)（定態(tài)）核作加速運(yùn)動(dòng)而不輻射能量，

16、這種狀態(tài)稱這為原子系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)（定態(tài)）即：即： 原子能量只能取某些確定值原子能量只能取某些確定值量子化；量子化； 原子具有的能量原子具有的能量能級(jí)；能級(jí)； = = 頻率條件：當(dāng)原子從一個(gè)定態(tài)躍遷到另一個(gè)定態(tài)時(shí)，發(fā)出或吸收單色輻射的頻率滿足：頻率條件：當(dāng)原子從一個(gè)定態(tài)躍遷到另一個(gè)定態(tài)時(shí)，發(fā)出或吸收單色輻射的頻率滿足：處于穩(wěn)定態(tài)中，電子繞核運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量滿足角動(dòng)量量子化條件處于穩(wěn)定態(tài)中，電子繞核運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量滿足角動(dòng)量量子化條件 , 3 , 2 , 1,2nnhnL12rnrneVnEn26.13)11(122HnkRk確定那個(gè)譜線系確定那個(gè)譜線系n確定哪條譜線確定哪條譜線2021/1/423 按德

17、布羅意波假設(shè)，一個(gè)作勻速運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子有一波與之聯(lián)系，其波長(zhǎng)為按德布羅意波假設(shè)，一個(gè)作勻速運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子有一波與之聯(lián)系，其波長(zhǎng)為3)3)德布羅意公式德布羅意公式kmEhmhph2v221vmEk當(dāng)粒子的速度接近光速時(shí)，應(yīng)考慮相對(duì)論效應(yīng)，當(dāng)粒子的速度接近光速時(shí)，應(yīng)考慮相對(duì)論效應(yīng)，2201cmhmhphvvv2021/1/4244)不確定關(guān)系式、不確定關(guān)系式、hpxxhpyyhpzz2021/1/4255)四個(gè)量子數(shù)四個(gè)量子數(shù)2021/1/426求求 (1) 散射線波長(zhǎng)的改變量散射線波長(zhǎng)的改變量? (2) 反沖電子的動(dòng)能反沖電子的動(dòng)能; (3) 在碰撞中在碰撞中,光子能量損失了多少光子能量損失了多

18、少?解解 (1) 散射線波長(zhǎng)的改變散射線波長(zhǎng)的改變: )cos1 (0cmh例例16-4 波長(zhǎng)波長(zhǎng)0 = 10nm 的的X射線與靜止的自由電子作彈性碰撞射線與靜止的自由電子作彈性碰撞, 散射散射X射線的散射角射線的散射角 =900。 002426. 0)90cos1(00cmh(2) 反沖電子獲得的動(dòng)能反沖電子獲得的動(dòng)能: hhEk0hchc000hchc)(00hceV295J1072. 417(3) 在碰撞中在碰撞中,光子損失的能量等于反沖電子獲得的動(dòng)能光子損失的能量等于反沖電子獲得的動(dòng)能2021/1/427例例16-5 用動(dòng)能為用動(dòng)能為 12.5 的電子通過碰撞使基態(tài)氫原子激發(fā)的電子通過

19、碰撞使基態(tài)氫原子激發(fā),問最高能激發(fā)到哪一能級(jí)問最高能激發(fā)到哪一能級(jí)?它回到基態(tài)時(shí)可它回到基態(tài)時(shí)可能產(chǎn)生哪些波長(zhǎng)的譜線。能產(chǎn)生哪些波長(zhǎng)的譜線。解解由由 ，有，有26 .13nEneVnEEn5 .12)6 .13(6 .13215 . 3n取整數(shù)取整數(shù),有有 n = 3 它回到基態(tài)時(shí)可能產(chǎn)生三條譜線。它回到基態(tài)時(shí)可能產(chǎn)生三條譜線。可能的躍遷：可能的躍遷： 3 1 ， 3 2 ， 2 1221713111m10097. 11221733121m10097. 11221722111m10097. 11m106 .10291m106 .1219293656.3 10 m2021/1/428習(xí)題習(xí)題16

20、-4、P213m vPhP 00hP 碰撞過程，能量守恒碰撞過程，能量守恒, ,動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒0hmvhx2200mchcmhhccmmhc200)(A)散射光子的波長(zhǎng)散射光子的波長(zhǎng)02 . 1習(xí)題習(xí)題16-5、 P2142 . 12 . 100hchchv0000612 . 1kE562 . 100kE(B)2021/1/429習(xí)題習(xí)題16-6、如果兩種不同質(zhì)量的粒子，其德布羅意波長(zhǎng)相同，則這兩種粒子的（、如果兩種不同質(zhì)量的粒子，其德布羅意波長(zhǎng)相同，則這兩種粒子的（ ） （A）速度相同）速度相同 （B）動(dòng)量相同）動(dòng)量相同 （C）動(dòng)能相同）動(dòng)能相同 （D）能量相同）能量相同vmhph（B）2

21、021/1/430習(xí)題習(xí)題16-9 要使處于基態(tài)的氫原子受激發(fā)后能發(fā)射賴曼系的最長(zhǎng)波長(zhǎng)的譜線，至少應(yīng)向基態(tài)氫原子要使處于基態(tài)的氫原子受激發(fā)后能發(fā)射賴曼系的最長(zhǎng)波長(zhǎng)的譜線，至少應(yīng)向基態(tài)氫原子提供的能量是（提供的能量是（ ）n=5n=3n=2n=1n=4賴曼系賴曼系最長(zhǎng)波長(zhǎng)最長(zhǎng)波長(zhǎng)eV613 eV393 3.39( 13.6)10.2eV (C)2021/1/431n=n=1n=2n=3n=4線系的最短波長(zhǎng)，即線系極限，對(duì)應(yīng)取線系的最短波長(zhǎng)，即線系極限，對(duì)應(yīng)取 最長(zhǎng)波長(zhǎng)最長(zhǎng)波長(zhǎng)電離電離2021/1/432習(xí)題習(xí)題16-11 不確定關(guān)系式不確定關(guān)系式 表示在表示在y方向上方向上(）hpyy（）粒子位

22、置不確定（）粒子位置不確定 （）粒子動(dòng)量不確定（）粒子動(dòng)量不確定（）粒子位置和動(dòng)量都不確定（）粒子位置和動(dòng)量都不確定 （）粒子位置和動(dòng)量不能同時(shí)確定（）粒子位置和動(dòng)量不能同時(shí)確定 （D）2021/1/433習(xí)題習(xí)題16-16 下列各組量子數(shù)（下列各組量子數(shù)（n，l， ， ）中可以描述原子中電子狀態(tài)的一組是（）中可以描述原子中電子狀態(tài)的一組是（ ）（A）（ 2，2，0， ） 21（C）（ 1，2，0， ）21（B）（ 3，1，-1， ） 21（D）（ 1，0，1， ）212 21 21 0 1B習(xí)題習(xí)題16-17 氫原子的氫原子的L殼層中，電子可能的四個(gè)量子數(shù)（殼層中，電子可能的四個(gè)量子數(shù)（n，

23、l， ， ）是（）是（ ）（A）（ 3，1，-1， ） 21（C）（ 2，1，-1， ）21（B）（ 2，0，1， ） 21（D）（ 1，0，0， ）21L殼層殼層 20 m 1C2021/1/434習(xí)題習(xí)題16-18 氫原子處于氫原子處于2p狀態(tài)的電子，其四個(gè)量子數(shù)（狀態(tài)的電子，其四個(gè)量子數(shù)（n，l， ， ）的可能取值為（）的可能取值為（ ）（A）（ 1，0，0， ） 21（C）（ 2，0，0， ）21（B）（ 2，1，-1， ） 21（D）（ 3，2，1， ）212p狀態(tài)狀態(tài)2，1B習(xí)題習(xí)題16-21質(zhì)量為質(zhì)量為m0的電子的電子,經(jīng)電勢(shì)差經(jīng)電勢(shì)差U12加速到速度后加速到速度后，若不考慮相對(duì)

24、論效應(yīng)，若不考慮相對(duì)論效應(yīng),它的它的德布羅意波長(zhǎng)德布羅意波長(zhǎng) 122021eUum02meUu PhUemh02umh0Uemh022021/1/435習(xí)題習(xí)題16-34 一個(gè)光子與自由電子碰撞，電子可能獲得的最大能量為一個(gè)光子與自由電子碰撞，電子可能獲得的最大能量為60，求入射光子的波長(zhǎng)和能量。，求入射光子的波長(zhǎng)和能量。分析分析 根據(jù)能量守恒定律，反沖電子的能量最大，則散射光子的能量最小；康普頓散射中，波長(zhǎng)改根據(jù)能量守恒定律，反沖電子的能量最大，則散射光子的能量最??；康普頓散射中，波長(zhǎng)改變量最大發(fā)生在散射角變量最大發(fā)生在散射角 的方向上，由的方向上，由 ，可求得入射光子的能量和波長(zhǎng)。，可求得

25、入射光子的能量和波長(zhǎng)。 解解 由康普頓散射波長(zhǎng)改變量的公式，得由康普頓散射波長(zhǎng)改變量的公式，得mcmhcmh1220200108 . 42sin22sin2可得由 )1 ()(000000hchchchchcEnm301086. 7相應(yīng)的光子的能量為相應(yīng)的光子的能量為KeVJhcE1581053. 21402021/1/436習(xí)題習(xí)題16-35 已知已知x射線光子的能量為射線光子的能量為0.60，在康普頓散射后波長(zhǎng)改變了，在康普頓散射后波長(zhǎng)改變了20%，求反沖電子獲得的動(dòng)能。，求反沖電子獲得的動(dòng)能。分析分析 已知入射光子的能量可求得其波長(zhǎng)，由散射波波長(zhǎng)的改變量可求得散射光子的能量和反沖已知入射

26、光子的能量可求得其波長(zhǎng)，由散射波波長(zhǎng)的改變量可求得散射光子的能量和反沖電子所獲得的能量。電子所獲得的能量。 解解 設(shè)散射前電子為靜止的自由電子，則反沖電子獲得的動(dòng)能設(shè)散射前電子為靜止的自由電子，則反沖電子獲得的動(dòng)能 等于入射光子與散射光子的能量之等于入射光子與散射光子的能量之差差 由入射由入射x射線光子的能量射線光子的能量 ，得，得 散射光子的波長(zhǎng)散射光子的波長(zhǎng) ，故散射光子的能量，故散射光子的能量所以，反沖電子獲得的動(dòng)能所以，反沖電子獲得的動(dòng)能MeVEEEEk10. 060. 0)2 . 111 ()2 . 111 (002021/1/437習(xí)題習(xí)題16-38 假設(shè)電子運(yùn)動(dòng)速度與光速可以比擬

27、，則當(dāng)電子的動(dòng)能等于它靜止能量的假設(shè)電子運(yùn)動(dòng)速度與光速可以比擬，則當(dāng)電子的動(dòng)能等于它靜止能量的2倍時(shí)，其德布羅倍時(shí)，其德布羅意波長(zhǎng)為多少？意波長(zhǎng)為多少？分析分析 根據(jù)相對(duì)論動(dòng)能公式求出電子的動(dòng)能等于它靜止能量根據(jù)相對(duì)論動(dòng)能公式求出電子的動(dòng)能等于它靜止能量2倍時(shí)的速度倍時(shí)的速度v，再由德布羅意波長(zhǎng)公式，再由德布羅意波長(zhǎng)公式求解。求解。 解解 電子的相對(duì)論動(dòng)能為電子的相對(duì)論動(dòng)能為202022 cmcmmc有故電子的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為故電子的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為解得電子的運(yùn)動(dòng)速度為解得電子的運(yùn)動(dòng)速度為 所以，該電子的德布羅意波長(zhǎng)所以，該電子的德布羅意波長(zhǎng)mcmhmh1301058. 88v2021/1/438習(xí)題習(xí)題

28、16-39 光子和電子的波長(zhǎng)均為光子和電子的波長(zhǎng)均為0.2， 求求 （1）光子的動(dòng)量和能量，（）光子的動(dòng)量和能量，（2）電子的動(dòng)量和能量）電子的動(dòng)量和能量解解: 由由hp則光子和電子的動(dòng)量相等則光子和電子的動(dòng)量相等則光子動(dòng)量和能量則光子動(dòng)量和能量smkghp/1032. 3102 . 01063. 624934eVJpchchv317824102 . 61096. 91031032. 3電子的動(dòng)量和能量電子的動(dòng)量和能量 電子的動(dòng)量和光子的相等電子的動(dòng)量和光子的相等kmEhmhph2veVJmpEk8 .371003. 61011. 92)1032. 3(2183122422021/1/439習(xí)

29、題習(xí)題16-41實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)基態(tài)氫原子可吸收能量為實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)基態(tài)氫原子可吸收能量為12.75 的光子，的光子， （1）試問氫原子吸收該光子后將被激發(fā)到哪個(gè)能級(jí)？）試問氫原子吸收該光子后將被激發(fā)到哪個(gè)能級(jí)？ （2）受激發(fā)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出哪幾條譜線？畫出能級(jí)躍遷圖。）受激發(fā)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出哪幾條譜線？畫出能級(jí)躍遷圖。解解 （1）基態(tài)氫原子吸收能量為）基態(tài)氫原子吸收能量為12.75 eV的光子后被激發(fā)到高能態(tài)的光子后被激發(fā)到高能態(tài) 。eVEEEn85. 0)6 .13(75.121由量子化能量公式由量子化能量公式 ，可求得，可求得即氫原子吸收該光子后將被激發(fā)到即氫原子吸收該

30、光子后將被激發(fā)到 的能級(jí)。的能級(jí)。 （2）激發(fā)到）激發(fā)到 能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出6條譜線。條譜線。 能級(jí)躍遷圖如解圖所示。能級(jí)躍遷圖如解圖所示。 2021/1/4404、激光產(chǎn)生的條件及特性，激光器的結(jié)構(gòu)。、激光產(chǎn)生的條件及特性，激光器的結(jié)構(gòu)。激光器的三個(gè)主要組成部分及其作用激光器的三個(gè)主要組成部分及其作用 (1) (1)工作物質(zhì)工作物質(zhì)( (又稱激活媒質(zhì)或增益介質(zhì)又稱激活媒質(zhì)或增益介質(zhì)): ): 粒子有適當(dāng)能級(jí)結(jié)構(gòu)粒子有適當(dāng)能級(jí)結(jié)構(gòu), , 可實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)(2)(2)激勵(lì)能源激勵(lì)能源: : 抽運(yùn)抽運(yùn)( (又叫泵浦又叫泵浦),

31、), 即把大量粒子激勵(lì)到激光上能級(jí)即把大量粒子激勵(lì)到激光上能級(jí)( (高能級(jí)高能級(jí)) ) (3) (3)光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔: : 產(chǎn)生與維持光的振蕩，使光得到加強(qiáng)；使激光有極好的方向性；使激光的單色性產(chǎn)生與維持光的振蕩，使光得到加強(qiáng)；使激光有極好的方向性；使激光的單色性好！好！17-6 產(chǎn)生激光的必要條件是產(chǎn)生激光的必要條件是 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布 ，激光的三個(gè)主要特性是，激光的三個(gè)主要特性是 方向性好，單色性好因而相方向性好，單色性好因而相干性好，光強(qiáng)大干性好，光強(qiáng)大 。 2021/1/441要有一個(gè)能使受激幅射和光放大過程持續(xù)的構(gòu)造：要有一個(gè)能使受激幅射和光放大過程持續(xù)的構(gòu)造：全反全反射鏡射鏡半反半反射鏡射鏡激光工作物質(zhì)激光工作物質(zhì)五五 光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔2021/1/442激光工作物質(zhì)激光工作物質(zhì)全全反反射射鏡鏡半半反反射射鏡鏡工作原理：工作原理：光放大原理光放大原理2021/1/443 1. 1.光腔的正反饋?zhàn)饔霉馇坏恼答佔(zhàn)饔?/p>