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1、第十六章量子物理161下列物體哪個(gè)是絕對(duì)黑體()(A) 不輻射可見光的物體(B) 不輻射任何光線的物體(C) 不能反射可見光的物體 (D) 不能反射任何光線的物體分析與解一般來說，任何物體對(duì)外來輻射同時(shí)會(huì)有三種反應(yīng)：反射、透射和吸收，各部分的比例與材料、溫度、波長有關(guān).同時(shí)任何物體在任何溫度下會(huì)同時(shí)對(duì)外輻射，實(shí)驗(yàn)和理解證明：一個(gè)物體輻射能力正比于其吸收能力.做為一種極端情況，絕對(duì)黑體(一種理想模型)能將外來輻射(可見光或不可見光)全部吸收，自然也就不會(huì)反射任何光線，同時(shí)其對(duì)外輻射能力最強(qiáng).綜上所述應(yīng)選(D).162光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都是光子和物質(zhì)原子中的電子相互作用過程，其區(qū)別何在？ 在下面
2、幾種理解中，正確的是()(A) 兩種效應(yīng)中電子與光子組成的系統(tǒng)都服從能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律(B) 光電效應(yīng)是由于電子吸收光子能量而產(chǎn)生的，而康普頓效應(yīng)則是由于電子與光子的彈性碰撞過程(C) 兩種效應(yīng)都相當(dāng)于電子與光子的彈性碰撞過程(D) 兩種效應(yīng)都屬于電子吸收光子的過程分析與解兩種效應(yīng)都屬于電子與光子的作用過程，不同之處在于：光電效應(yīng)是由于電子吸收光子而產(chǎn)生的，光子的能量和動(dòng)量會(huì)在電子以及束縛電子的原子、分子或固體之間按照適當(dāng)?shù)谋壤峙洌珒H就電子和光子而言，兩者之間并不是一個(gè)彈性碰撞過程，也不滿足能量和動(dòng)量守恒.而康普頓效應(yīng)中的電子屬于“自由”電子，其作用相當(dāng)于一個(gè)彈性碰撞過程，作用后的
3、光子并未消失，兩者之間滿足能量和動(dòng)量守恒.綜上所述，應(yīng)選(B).163關(guān)于光子的性質(zhì)，有以下說法(1) 不論真空中或介質(zhì)中的速度都是c；(2) 它的靜止質(zhì)量為零；(3) 它的動(dòng)量為； (4) 它的總能量就是它的動(dòng)能；(5) 它有動(dòng)量和能量，但沒有質(zhì)量.其中正確的是()(A) (1)(2)(3)(B) (2)(3)(4)(C) (3)(4)(5) (D) (3)(5)分析與解光不但具有波動(dòng)性還具有粒子性，一個(gè)光子在真空中速度為c (與慣性系選擇無關(guān))，在介質(zhì)中速度為 ，它有質(zhì)量、能量和動(dòng)量，一個(gè)光子的靜止質(zhì)量m00，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 ，能量，動(dòng)量，由于光子的靜止質(zhì)量為零，故它的靜能E0 為零，所以其總能
4、量表現(xiàn)為動(dòng)能.綜上所述，說法(2)、(3)、(4)都是正確的，故選(B).164關(guān)于不確定關(guān)系有以下幾種理解：(1) 粒子的動(dòng)量不可能確定，但坐標(biāo)可以被確定；(2) 粒子的坐標(biāo)不可能確定，但動(dòng)量可以被確定；(3) 粒子的動(dòng)量和坐標(biāo)不可能同時(shí)確定；(4) 不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子，也適用于其他粒子.其中正確的是()(A) (1)、(2)(B) (2)、(4)(C) (3)、(4) (D) (4)、(1)分析與解由于一切實(shí)物粒子具有波粒二象性，因此粒子的動(dòng)量和坐標(biāo)(即位置)不可能同時(shí)被確定，在這里不能簡單誤認(rèn)為動(dòng)量不可能被確定或位置不可能被確定.這一關(guān)系式在理論上適用于一切實(shí)物粒子(當(dāng)然對(duì)于
5、宏觀物體來說，位置不確定量或動(dòng)量的不確定量都微不足道，故可以認(rèn)為可以同時(shí)被確定).由此可見(3)、(4)說法是正確的.故選(C).165已知粒子在一維矩形無限深勢阱中運(yùn)動(dòng)，其波函數(shù)為那么粒子在x a/6 處出現(xiàn)的概率密度為()(A) (B) (C) (D) 分析與解我們通常用波函數(shù)來描述粒子的狀態(tài)，雖然波函數(shù)本身并無確切的物理含義，但其模的平方表示粒子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的概率.因此題述一線粒子在區(qū)間的概率密度函數(shù)應(yīng)為.將x a/6代入即可得粒子在此處出現(xiàn)的概率為.故選(C).166天狼星的溫度大約是11 000 .試由維恩位移定律計(jì)算其輻射峰值的波長.解由維恩位移定律可得天狼星單色輻出度的峰值所對(duì)
6、應(yīng)的波長該波長屬紫外區(qū)域，所以天狼星呈紫色.167太陽可看作是半徑為7.0 108 m 的球形黑體，試計(jì)算太陽的溫度.設(shè)太陽射到地球表面上的輻射能量為1.4 103 Wm-2 ，地球與太陽間的距離為1.5 1011m.分析以太陽為中心，地球與太陽之間的距離d 為半徑作一球面，地球處在該球面的某一位置上.太陽在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)外輻射的總能量將均勻地通過該球面，因而可根據(jù)地球表面單位面積在單位時(shí)間內(nèi)接受的太陽輻射能量E，計(jì)算出太陽單位時(shí)間單位面積輻射的總能量，再由公式，計(jì)算太陽溫度.解根據(jù)分析有 (1) (2)由式(1)、(2)可得168鎢的逸出功是4.52 eV，鋇的逸出功是2.50 eV，分別計(jì)算
7、鎢和鋇的截止頻率.哪一種金屬可以用作可見光范圍內(nèi)的光電管陰極材料？分析由光電效應(yīng)方程可知，當(dāng)入射光頻率 0 (式中0W/h)時(shí)，電子剛能逸出金屬表面，其初動(dòng)能.因此0 是能產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的最低頻率(即截止頻率)，它與材料的種類有關(guān).由于可見光頻率處在0.395 1015 0.75 1015Hz 的狹小范圍內(nèi)，因此不是所有的材料都能作為可見光范圍內(nèi)的光電管材料的(指光電管中發(fā)射電子用的陰極材料).解鎢的截止頻率 鋇的截止頻率 對(duì)照可見光的頻率范圍可知，鋇的截止頻率正好處于該范圍內(nèi)，而鎢的截止頻率大于可見光的最大頻率，因而鋇可以用于可見光范圍內(nèi)的光電管材料.169鉀的截止頻率為4.62 10
8、14 Hz，今以波長為435.8 nm 的光照射，求鉀放出的光電子的初速度.解根據(jù)光電效應(yīng)的愛因斯坦方程其中 Wh0 ，=c/可得電子的初速度由于逸出金屬的電子的速度v c，故式中m 取電子的靜止質(zhì)量.1610在康普頓效應(yīng)中，入射光子的波長為3.0 103 nm，反沖電子的速度為光速的60，求散射光子的波長及散射角.分析首先由康普頓效應(yīng)中的能量守恒關(guān)系式，可求出散射光子的波長，式中m 為反沖電子的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，即m m0(1v2/c2 )1/2 .再根據(jù)康普頓散射公式，求出散射角，式中C 為康普頓波長(C2.43 1012 m).解根據(jù)分析有 (1)m m0(1（v2/c2 ）)1/2 (2) (
9、3)由式(1)和式(2)可得散射光子的波長將值代入式(3)，得散射角1611一具有1.0 104 eV 能量的光子，與一靜止的自由電子相碰撞，碰撞后，光子的散射角為60.試問：(1) 光子的波長、頻率和能量各改變多少？(2) 碰撞后，電子的動(dòng)能、動(dòng)量和運(yùn)動(dòng)方向又如何？分析(1) 可由光子能量E h 及康普頓散射公式直接求得光子波長、頻率和能量的改變量.(2) 應(yīng)全面考慮康普頓效應(yīng)所服從的基本規(guī)律，包括碰撞過程中遵循能量和動(dòng)量守恒定律，以及相對(duì)論效應(yīng).求解時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 由能量守恒可知，反沖電子獲得的動(dòng)能Eke 就是散射光子失去的能量，即Ekeh0h. 由相對(duì)論中粒子的能量動(dòng)量關(guān)系式，即和，
10、可求得電子的動(dòng)量.注意式中為電子靜能， 其值為0.512MeV. 如圖所示，反沖電子的運(yùn)動(dòng)方向可由動(dòng)量守恒定律在Oy 軸上的分量式求得，即.題 16-11 圖解(1) 入射光子的頻率和波長分別為，散射前后光子波長、頻率和能量的改變量分別為式中負(fù)號(hào)表示散射光子的頻率要減小，與此同時(shí)，光子也將失去部分能量.(2) 根據(jù)分析，可得電子動(dòng)能電子動(dòng)量電子運(yùn)動(dòng)方向1612波長為0.10 nm 的輻射，照射在碳上，從而產(chǎn)生康普頓效應(yīng).從實(shí)驗(yàn)中測量到散射輻射的方向與入射輻射的方向相垂直.求：(1) 散射輻射的波長；(2) 反沖電子的動(dòng)能和運(yùn)動(dòng)方向.題 16-12 圖解(1) 由散射公式得(2) 反沖電子的動(dòng)能
11、等于光子失去的能量，因此有根據(jù)動(dòng)量守恒的矢量關(guān)系(如圖所示)，可確定反沖電子的方向1613試求波長為下列數(shù)值的光子的能量、動(dòng)量及質(zhì)量：(1)波長為1 500 nm的紅外線；(2) 波長為500 nm 的可見光；(3) 波長為20 nm 的紫外線；(4) 波長為0.15 nm 的 射線；(5) 波長為1.0 103 nm 的 射線.解由能量，動(dòng)量以及質(zhì)能關(guān)系式，可得(1) 當(dāng)1 1 500 nm時(shí)， (2) 當(dāng)2 500 nm 時(shí)，因2 1 ，故有(3) 當(dāng)3 20 nm 時(shí)，因31 ，故有 (4) 當(dāng)40.15 nm 時(shí)，因4 1041 ，故有(5) 當(dāng)5 1103 nm 時(shí)， 1614 計(jì)算
12、氫原子光譜中萊曼系的最短和最長波長，并指出是否為可見光.分析氫原子光譜規(guī)律為式中nf 1，2，3，ni nf 1，nf 2，.若把氫原子的眾多譜線按nf 1，2，3，歸納為若干譜線系，其中nf1 為萊曼系，nf2 就是最早被發(fā)現(xiàn)的巴耳末系，所謂萊曼系的最長波長是指ni 2，所對(duì)應(yīng)的光譜線的波長，最短波長是指ni所對(duì)應(yīng)的光譜線的波長，萊曼系的其他譜線均分布在上述波長范圍內(nèi).式中R 的實(shí)驗(yàn)值常取1.097107m1 .此外本題也可由頻率條件h Ef Ei 計(jì)算.解萊曼系的譜線滿足，ni 2，3，4，令ni 2，得該譜系中最長的波長max121.5 nm令ni，得該譜系中最短的波長min 91.2
13、nm對(duì)照可見光波長范圍(400 760 nm)，可知萊曼系中所有的譜線均不是可見光，它們處在紫外線部分.1615在玻爾氫原子理論中，當(dāng)電子由量子數(shù)ni5 的軌道躍遷到nf2的軌道上時(shí)，對(duì)外輻射光的波長為多少？ 若再將該電子從nf2 的軌道躍遷到游離狀態(tài)，外界需要提供多少能量？分析當(dāng)原子中的電子在高能量Ei 的軌道與低能量Ef 的軌道之間躍遷時(shí)，原子對(duì)外輻射或吸收外界的能量，可用公式E Ei Ef 或E Ef Ei 計(jì)算.對(duì)氫原子來說，其中E1 為氫原子中基態(tài)(n 1)的能量，即E1 Rhc 13.6 eV，電子從nf2 的軌道到達(dá)游離狀態(tài)時(shí)所需的能量，就是指電子由軌道nf 2 躍遷到游離態(tài)ni
14、 時(shí)所需能量，它與電子由基態(tài)(nf 1)躍遷到游離態(tài)ni時(shí)所需的能量(稱電離能)是有區(qū)別的，后者恰為13.6 eV.解根據(jù)氫原子輻射的波長公式，電子從ni5 躍遷到nf2 軌道狀態(tài)時(shí)對(duì)外輻射光的波長滿足則 4.34 107m 434 nm而電子從nf 2 躍遷到游離態(tài)ni所需的能量為負(fù)號(hào)表示電子吸收能量.1616如用能量為12.6 eV 的電子轟擊氫原子，將產(chǎn)生哪些譜線？題 16-16 圖分析氫原子可以從對(duì)它轟擊的高能粒子上吸收能量而使自己從較低能級(jí)(一般在不指明情況下均指基態(tài))激發(fā)到較高的能級(jí)，但吸收的能量并不是任意的，而是必須等于氫原子兩個(gè)能級(jí)間的能量差.據(jù)此，可算出被激發(fā)氫原子可躍遷到的
15、最高能級(jí)為ni 3.但是，激發(fā)態(tài)都是不穩(wěn)定的，其后，它又會(huì)自發(fā)躍遷回基態(tài)，如圖所示，可以有31，32和21 三種可能的輻射.解根據(jù)分析有 (1) (2)將E1 13.6 eV，nf 1 和E 12.6 eV(這是受激氫原子可以吸收的最多能量)代入式(1)，可得ni 3.69，取整ni 3(想一想為什么？)，即此時(shí)氫原子處于n 3 的狀態(tài).由式(2)可得氫原子回到基態(tài)過程中的三種可能輻射(見分析)所對(duì)應(yīng)的譜線波長分別為102.6 nm 、657.9 nm 和121.6 nm.1617試證在基態(tài)氫原子中，電子運(yùn)動(dòng)時(shí)的等效電流為1.05 103 A，在氫原子核處，這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場的磁感強(qiáng)度為多大？
16、分析根據(jù)經(jīng)典的原子理論，基態(tài)氫原子中的電子在第一玻爾半徑r1 上繞核作圓周運(yùn)動(dòng)( r1 0.5291010m )， 繞核運(yùn)動(dòng)的頻率(式中 為基態(tài)時(shí)電子繞核運(yùn)動(dòng)的速度，)，由此可得電子運(yùn)動(dòng)的等效電流I ef 以及它在核處激發(fā)的磁感強(qiáng)度.解根據(jù)分析，電子繞核運(yùn)動(dòng)的等效電流為該圓形電流在核處的磁感強(qiáng)度上述過程中電子的速度v c，故式中m 取電子的靜止質(zhì)量.1618已知粒子的靜質(zhì)量為6.681027 kg，求速率為5 000 kms1的粒子的德布羅意波長.分析在本題及以后幾題求解的過程中，如實(shí)物粒子運(yùn)動(dòng)速率遠(yuǎn)小于光速(即v c)或動(dòng)能遠(yuǎn)小于靜能(即EkE0 )，均可利用非相對(duì)論方法處理，即認(rèn)為和.解由
17、于粒子運(yùn)動(dòng)速率v c，故有 ，則其德布羅意波長為1619求動(dòng)能為 1.0 eV 的電子的德布羅意波的波長.解由于電子的靜能，而電子動(dòng)能，故有，則其德布羅意波長為1620求溫度為27 時(shí)，對(duì)應(yīng)于方均根速率的氧氣分子的德布羅意波的波長.解理想氣體分子的方均根速率.對(duì)應(yīng)的氧分子的德布羅意波長1621若電子和光子的波長均為0.20 nm，則它們的動(dòng)量和動(dòng)能各為多少？分析光子的靜止質(zhì)量m0 0，靜能E0 0，其動(dòng)能、動(dòng)量均可由德布羅意關(guān)系式Eh，求得.而對(duì)電子來說，動(dòng)能.本題中因電子的，所以 ，因而可以不考慮相對(duì)論效應(yīng)，電子的動(dòng)能可用公式計(jì)算.解由于光子與電子的波長相同，它們的動(dòng)量均為光子的動(dòng)能 電子的
18、動(dòng)能 討論用電子束代替可見光做成的顯微鏡叫電子顯微鏡.由上述計(jì)算可知，對(duì)于波長相同的光子與電子來說，電子的動(dòng)能小于光子的動(dòng)能.很顯然，在分辨率相同的情況下(分辨率 1/ )，電子束對(duì)樣品損害較小，這也是電子顯微鏡優(yōu)于光學(xué)顯微鏡的一個(gè)方面.1622用德布羅意波，仿照弦振動(dòng)的駐波公式來求解一維無限深方勢阱中自由粒子的能量與動(dòng)量表達(dá)式.分析設(shè)勢阱寬度為a，當(dāng)自由粒子在其間運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)德布羅意假設(shè)，會(huì)形成兩列相向而行的物質(zhì)波.由于波的強(qiáng)度、波長相同，最終會(huì)形成駐波，相當(dāng)于兩端固定的弦駐波，且有，其中n 1，2，3，.由德布羅意關(guān)系式和非相對(duì)論情況下的動(dòng)能的關(guān)系式即可求解.其結(jié)果與用量子力學(xué)求得的結(jié)果相
19、同.雖然推導(dǎo)不甚嚴(yán)格，但說明上述處理方法有其內(nèi)在的合理性與科學(xué)性，是早期量子論中常用的一種方法，稱為“駐波法”.解根據(jù)分析，勢阱的自由粒子來回運(yùn)動(dòng)，就相當(dāng)于物質(zhì)波在區(qū)間a 內(nèi)形成了穩(wěn)定的駐波，由兩端固定弦駐波的條件可知，必有，即(n 1，2，3，)由德布羅意關(guān)系式，可得自由粒子的動(dòng)量表達(dá)式 (n 1，2，3，)由非相對(duì)論的動(dòng)量與動(dòng)能表達(dá)式，可得自由粒子的能量表達(dá)式 (n 1，2，3，)從上述結(jié)果可知，此時(shí)自由粒子的動(dòng)量和能量都是量子化的.1623電子位置的不確定量為5.0102 nm時(shí)，其速率的不確定量為多少？分析量子論改變了我們對(duì)于自然現(xiàn)象的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，即我們不可能對(duì)粒子的行為做出絕對(duì)性的斷言
20、.不確定關(guān)系式（嚴(yán)格的表述應(yīng)為）就是關(guān)于不確定性的一種量子規(guī)律.由上述基本關(guān)系式還可引出其他的不確定關(guān)系式，如 (為粒子角位置的不確定量，L為粒子角動(dòng)量的不確定量)，(t 為粒子在能量狀態(tài)E 附近停留的時(shí)間，又稱平均壽命，E 為粒子能量的不確定量，又稱能級(jí)的寬度)等等，不論是對(duì)粒子行為做定性分析，還是定量估計(jì)(一般指數(shù)量級(jí))，不確定關(guān)系式都很有用.解因電子位置的不確定量x 5 102nm，由不確定關(guān)系式以及可得電子速率的不確定量1624鈾核的線度為7.2 1015m .求其中一個(gè)質(zhì)子的動(dòng)量和速度的不確定量.分析粒子的線度一般是指它的直徑，由于質(zhì)子處于鈾核內(nèi)，因此鈾核的半徑r 可視為質(zhì)子位置的不
21、確定量，由不確定關(guān)系式可得質(zhì)子動(dòng)量和速度的不確定量.解對(duì)質(zhì)子來說，其位置的不確定量，由不確定關(guān)系式以及，可得質(zhì)子動(dòng)量和速度的不確定量分別為1.84 1019 kg ms11.10 108 ms11625一質(zhì)量為40 g 的子彈以1.0 103 ms1 的速率飛行，求：(1)其德布羅意波的波長；(2) 若子彈位置的不確定量為0.10 mm ，求其速率的不確定量.解(1) 子彈的德布羅意波長為1.66 1035m(2) 由不確定關(guān)系式以及可得子彈速率的不確定量為1.66 1028 ms1討論由于h 值極小，其數(shù)量級(jí)為1034 ，故不確定關(guān)系式只對(duì)微觀粒子才有實(shí)際意義，對(duì)于宏觀物體，其行為可以精確地
22、預(yù)言. 1626設(shè)有一電子在寬為0.20 nm 的一維無限深的方勢阱中.(1) 計(jì)算電子在最低能級(jí)的能量；(2) 當(dāng)電子處于第一激發(fā)態(tài)(n 2)時(shí)，在勢阱中何處出現(xiàn)的概率最小，其值為多少？ 解(1) 一維無限深勢阱中粒子的可能能量 ，式中a 為勢阱寬度，當(dāng)量子數(shù)n 1 時(shí)，粒子處于基態(tài)，能量最低.因此，電子在最低能級(jí)的能量為 1.51 1018J 9.43eV(2) 粒子在無限深方勢阱中的波函數(shù)為，n 1，2，當(dāng)它處于第一激發(fā)態(tài)(n 2)時(shí)，波函數(shù)為，0xa相應(yīng)的概率密度函數(shù)為，0xa令，得在0xa 的范圍內(nèi)討論可得，當(dāng)和a 時(shí)，函數(shù)取得極值.由可知，函數(shù)在x 0，x a/2 和x a(即x
23、0，0.10 nm，0.20 nm)處概率最小，其值均為零.1627在線度為1.0105m 的細(xì)胞中有許多質(zhì)量為m 1.01017 kg的生物粒子，若將生物粒子作為微觀粒子處理，試估算該粒子的n 100 和n101的能級(jí)和能級(jí)差各是多大. 分析作為估算，該粒子被限制在細(xì)胞內(nèi)運(yùn)動(dòng)，可按一維無限深方勢阱粒子處理，勢阱寬度a 1.0 105m. 解由分析可知，按一維無限深方勢阱這一物理模型計(jì)算，可得 n 100 時(shí)， n 101 時(shí)，它們的能級(jí)差1628一電子被限制在寬度為1.01010 m的一維無限深勢阱中運(yùn)動(dòng).(1) 欲使電子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，需給它多少能量？ (2) 在基態(tài)時(shí)，電子處于x
24、1 0.0901010 m 與x2 0.1101010 m 之間的概率近似為多少？(3) 在第一激發(fā)態(tài)時(shí)，電子處于x10 與x20.2510-10 m 之間的概率為多少？ 分析設(shè)一維粒子的波函數(shù)為，則表示粒子在一維空間內(nèi)的概率密度， 則表示粒子在間隔內(nèi)出現(xiàn)的概率，而則表示粒子在 區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的概率.如區(qū)間的間隔x較小，上述積分可近似用 代替，其中取和之間中點(diǎn)位置c 處的概率密度作為上述區(qū)間內(nèi)的平均概率密度.這是一種常用的近似計(jì)算的方法. 解(1) 電子從基態(tài)(n 1)躍遷到第一激發(fā)態(tài)(n 2)所需能量為 (2) 當(dāng)電子處于基態(tài)(n 1) 時(shí)，電子在勢阱中的概率密度為，所求區(qū)間寬度，區(qū)間的中心位置
25、，則電子在所求區(qū)間的概率近似為 (3) 同理，電子在第一激發(fā)態(tài)(n 2)的概率密度為，則電子在所求區(qū)間的概率近似為 1629在描述原子內(nèi)電子狀態(tài)的量子數(shù)n，l，ml 中，(1) 當(dāng)n5 時(shí)，l 的可能值是多少？ (2) 當(dāng)l5 時(shí)，ml的可能值為多少？ (3) 當(dāng)l 4 時(shí)，n 的最小可能值是多少？ (4) 當(dāng)n 3 時(shí)，電子可能狀態(tài)數(shù)為多少？ 分析微觀粒子狀態(tài)的描述可用能量、角動(dòng)量、角動(dòng)量的空間取向、自旋角動(dòng)量和自旋角動(dòng)量的空間取向所對(duì)應(yīng)的量子數(shù)來表示，即用一組量子數(shù)(n，l，ml，s，ms )表示一種確定狀態(tài).由于電子自旋量子數(shù)s 恒為1/2，故區(qū)別電子狀態(tài)時(shí)只需用4 個(gè)量子數(shù)即n、l、m
26、l 和ms ，其中n可取大于零的任何整數(shù)值，而 l、ml和ms的取值則受到一定的限制，如n 取定后，l 只能為0，l，(n 1)，共可取n個(gè)值；l 取定后，ml 只能為0， 1， l，共可取2l 1 個(gè)值；而ms 只可取12 兩個(gè)值.上述 4 個(gè)量子數(shù)中只要有一個(gè)不同，則表示的狀態(tài)就不同，因此，對(duì)于能量確定(即n 一定)的電子來說，其可能的狀態(tài)數(shù)為2n2 個(gè). 解(1) n 5 時(shí)，l 的可能值為5 個(gè)，它們是l 0，1，2，3，4 (2) l 5時(shí)，ml的可能值為11個(gè)，它們是ml0，1，2，3，4，5 (3) l 4 時(shí)，因?yàn)閘 的最大可能值為(n 1)，所以n 的最小可能值為5 (4) n 3 時(shí)，電子的可能狀態(tài)數(shù)為2n2 181630氫原子中的電子處于n 4、l 3 的狀態(tài).問：(1) 該電子角動(dòng)量L的值為多少？ (2) 這角動(dòng)量L 在z 軸的分量有哪些可能的值？ (3) 角動(dòng)量L 與z 軸的夾角的可能值為多少？題 16-30 圖解(1) n 4、l 3 時(shí)，電子角動(dòng)量(2) 軌道角動(dòng)量在z 軸上的分量，對(duì)于n 4、l 3的電子來說，則Lz的可能取值為. (3) 角動(dòng)量L 與z 軸的夾角，如圖所示，當(dāng)ml 分別取3，2，1，0，1，2，3 時(shí)，相應(yīng)夾角 分別為
物理學(xué)教程第二版 課后答案.doc
