原子物理第3章

3-1 电子的能量分别为10eV，100 eV，1000 eV时，试计算相应的德布罗意波长。

解：依计算电子能量和电子波长对应的公式

nmE2261.

nmnm388010.1.226 nmnm0.12261001.2262

nmnm0.038810001.2263

3-2 设光子和电子的波长均为0.4nm，试问：（1）光子的动量与电子的动量之比是多少？

（2）光子的动能与电子的动能之比是多少？

解：（1）由ph 可知 光子的动量等于电子的动量，即p光子:p电子=1：1

（2）由 光子动能与波长的对应的关系 nmKeVE)(光子光子1.24

电子动能与波长的关系 nmE电子电子1.226

nmE)(电子电子1.226

则知 962940..31.226101.2423电子光子EE

第三章3题解

3-3 若一个电子的动能等于它的静止能量，试求：(1)该电子的速度为多大?(2)其相应的德布罗意波长是多少?

解： （1）依题意，相对论给出的运动物体的动能表达式是：

)111(cmcvcmEk

所以 11)11(22cv

0.866cc43v

（2） 根据电子波长的计算公式： 0.001715nmeV105111.226nm)(1.226nm3eVEk

3-4 把热中子窄束射到晶体上，由布喇格衍射图样可以求得热中子的能量．若晶体的两相邻布喇格面间距为0．18nm，一级布喇格掠射角(入射束与布喇格面之间的夹角)为30°，s试求这些热中子的能量．

第三章 练习5,6

3-5 电子显微镜中所用加速电压一般都很高，电子被加速后的速度很大，因而必须考虑相对论修正．试证明：电子的德布罗意波长与加速电压的关系应为：

夫学须静也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学

专题15 原子物理复习学案

主编：周中兵

【2014考点预测】

由于点多面广，考题难度不是很大，属必得部分，因而要求复习过程要扫清盲点，不留死角，同时由于各部分内容体现的能力与思想不同，考点出现的几率也不同，复习时应有所侧重，侧重点要与历年考试频率联系，应与体现能力处联系，还应与科技动向联系（探月卫星、氦3，射线、红外摄象、太阳风等），更应与近代物理发展趋势联系。

在复习中要特别注意课本的重要性，课本是知识之源，对这部分内容一定要做到熟读、精读，并且要间隔一段时间就要简要复习一遍，绝不能留任何的死角，包括课后的阅读材料、小实验、小资料、相对论简介等，因为很多的信息题都是从这里取材的。“回归课本”“不回避陈题”是本部分的复习特点。不仅如此，搞清某一现象产生的本质，构建知识结构体系，根据已知的知识和物理事实、条件，对物理进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来，以求触类傍通。

本章内容是近代物理的基础，对进入相关高等院进一步学习有很重要的作用，近代物理领域的深入研究为物理教学提供了丰富的内容，学习新科技成果，科技动态，可开拓视野，领会方法，渗透科学思想和科学精神，物理学向微观和宇观两个领域的研究其实是统一的思想，物理学的完整、和谐美在这里得到了体现。物理学研究最大与最小对象的两个分支-------宇宙学和粒子物理学奇妙地衔接在一起，犹如一条怪蟒咬住自己的尾巴。让同学们考好物理，更喜欢物理，不仅在中学时学习物理，更为学生终生学习物理奠定基础。

【考点定位】

第三章 量子力学初步

一、学习要点

1．德布罗意假设：

(1)内容： hE , nkkhp2,

(2)试验验证：戴维孙—革末试验

电子 =VmeVh26.122（Å）

2．测不准关系：2xpx , 2Et；

3．波函数及其统计解释、标准条件、归一化条件

薛定谔方程、定态薛定谔方程、定态波函数、定态

4量子力学对氢原子的处理

轨道角动量1,,2,1,0,1nlllpl，l称为轨道角量子数，

轨道角量子数l=0 1 2 3 4 …

电 子 态 s p d f g …

原 子 态 SP D F

G

…

能量nhcTnhcRnemEen22224220Z2Z)41(，n＝１.2.3……

轨道投影角动量llllmmplllz,1,,1,0,,1,, ，称轨道磁量子数，表征轨道角动量对外场方向的取向，轨道角动量对外场方向的投影图

描述电子空间运动的三个量子数lmln,,的名称、取值范围、所表征的物理量表达式

二、基本练习

1．楮书 P113习题①②③

2．选择题

（1）为了证实德布罗意假设,戴维孙—革末于1927年在镍单晶体上做了电子衍射实验从而证明了：

A.电子的波动性和粒子性 B.电子的波动性 C.电子的粒子性 D.所有粒子具有二项性

(2)德布罗意假设可归结为下列关系式：

A .E=h， p=h; B.E=，P=; C. E=h ，p=; D. E= ，p=

(3)为使电子的德布罗意假设波长为100埃,应加多大的加速电压：

A．11.51106V； B.24.4V； C.24.4105V； D.15.1V

(4）基于德布罗意假设得出的公式V26.12 Å的适用条件是：

A.自由电子，非相对论近似； B.一切实物粒子，非相对论近似；

原子和原子核复习导学案

1.α粒子散射实验

1909～1911年，英国物理学家卢琴福和他的助手们进行了α粒子散射实验.

（1）实验装置如图所示：

如图所示，用α粒子轰击金箔，由于金原子中的带电微粒对α粒子有库仓力作用，一些α粒子穿过金箔后改变了运动方向，这种现象叫做α粒子散射.

荧光屏可以沿着图中虚线转动，用来统计向不同方向散射的粒子数目.全部设备装在真空中.

（2）实验结果：

绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转.

（3）现象解释： 汤姆生发现电子 汤姆生枣糕模型

卢瑟福α粒子散射实验 卢瑟福原子核式结构模型

经典电磁场理论 量子化

理论 玻尔原子理论

天然放射现象的发现 原子可分

原子核可分 衰变（α、β衰变）

原子核人工转变

裂变

聚变

爱因斯坦质能方程E=mC 能量 氢原子能级 半衰期

2 认为原子中的全部正电荷和几乎所有质量都集中到一个很小的核上，由于核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的库仑力很小，它们的运动几乎不受影响.只有少数α粒子从原子核附近飞过，明显受到原子核的库仑力而发生大角度偏转.

2.原子的核式结构模型

内容：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间运动.

[说明] 核式结构模型的实验基础是α粒子散射实验，从α粒子散射的实验数据，估计原子核半径的数量级为10-14m～10-15m，而原子半径的数量级是10-10m.

3.玻尔的原子模型

内容：玻尔认为，围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫轨道量子化；不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的.

理解要点：玻尔的原子模型是以假说的形式提出来的，包括以下三方面的内容：