大学物理近代物理学

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1、在S 系中沿x 轴静止放置的一米尺,如S ’系相对S 以c/2的速率运动,在S ’系中测量,该米尺的长度为 。m 866.0

2、某星体以0.80c 的速度飞离地球,在地球上测得它辐射的闪光周期为5昼夜,在此星体上测得的闪光周期是 。3昼夜

3、在以0.6c 运动的火车里的观察者测得站台长度为80m ,那么站台上的观察者测量站台长为 ;如果在站台上同一地点发生两个事件的时间间隔为10分钟,那么火车里的观察者测量这两个事件的时间间隔为 。 100m 、12.5分钟

4、将北极星看作绝对黑体,测得其单色辐出度在nm m 350=λ处有极大值,由此计算北极星的表面温度是 。K 8280

5、从某炉壁小孔测得炉子的温度为1000K ,那么炉壁小孔的总辐出度为 。

24/1067.5m W -⨯

7、金属铝光电效应的红限波长为295.8nm ,那么铝的逸出功为 ;若波长为200nm 的光照射到铝表面,逸出的光电子最大动能为 。

eV eV 0.2,2.4

8、在康普顿散射实验中,在散射角90°方向,散射光子波长的改变量

=∆λ 。m 1210426.2-⨯

9、已知X 光光子的能量为0.60Mev ,在康普顿散射后波长变化了20%,则反冲电子的动能是 。MeV 10.0

10、已知处于基态氢原子的电离能为13.6eV ,由此可得氢原子光谱莱曼系的系限波长为 ,里德伯常数为 。1710097.1,1.91-⨯m nm

11、实验测得氢原子光谱巴尔末系的系限波长为364.6nm ,由此计算巴尔末系第一条谱线的波长为 。nm 3.656

12、以0.8c 速率运动的电子,其动量是 ,动能是 。

22143.6410/, 5.4610kg m s J --⨯⋅⨯

13、波长为500nm 的光子的能量为 ,动量为 。 s m kg J /1033.1,1098.32719⋅⨯⨯--

14、氢原子线度约为m 10101-⨯,原子中电子速度的不确定量=∆v 。

s m /108.55⨯

15、电子在一维无限深势井运动的波函数x a

n a x n πψsin 2)(=

,电子处于第一激发态,则发现电子几率最大的位置=x 。a x 41=和a x 4

3

=

16、振动频率为300Hz 的一维谐振子的零点能为 ,能级间隔为 。

J J 313210986.1,1093.9--⨯⨯

1、若一个电子的动能等于它的静能,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?(考虑相对论效应) 解:(1)]1/11[

2

220202--=-=c v c m c m mc E k c v 2

3

=

∴ (2)c m c m c v v m mv p 002

2032

3

2/1=⨯

=-=

= m p h 12

8

3134104.110

3101.931062.6---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==λ

2、若质子的总能量等于它静能量的2倍,求质子的动量和速率。已知质子的静质量为 kg 271067.1-⨯。 解:c v c v m m c m mc E 23

,2/11,2220202=∴=-=∴

==

s m kg c m c m c v v m mv p /1068.832

3

2/119002

20⋅⨯==⨯

=-=

=- 3、把一个静止的质子加速到0.1c ,需要对它做多少功?如果从0.8c 加速到0.9C ,需要做多少功?已知质子的静能为938MeV 。

解:MeV c m c v c m W 73.4/1202

22

01=--=

MeV c m c m W 6.5888

.019

.012

202

202=--

-=

4、在激发能级上的钠原子的平均寿命s 8101-⨯,发出波长589.0nm 的光子,试求能量的不确定量和波长的不确定量。

解:π42h t E =≥∆⋅∆ ,J t

h

E 27103.54-⨯=∆⋅=

∆π λλ

∆⋅=

∆2

hc

E

m hc

E

14210-=∆=

∆λλ

5、求氢原子中第一激发态电子的德布罗意波长。(非相对论情形) 解:122213.6

3.42

E E eV eV n =

=-=- 2 3.4,k E E eV ==

32

0.665h nm p λ-====

6、粒子静止质量为m ,从静止状态自发衰变成静止质量为m 1和m 2的两粒子。

证明二粒子的总能量分别是:222

2112()/2E m m m c m =+-, 2222212()/2E m m m c m =-+

证明: 212.........(1)E E mc +=由能量守恒

12p p =由动量守恒

2222422224

111222,E c p m c E c p m c =+=+

222424

1212...........(2)E E m c m c -=-

由(1)(2)得:m c m m m E m c m m m E 2/)(,2/)(22221222222121+-=-+=

7、在实验室中以0.6c 的速率运动的粒子,飞行3m 后衰变,在实验室中观察粒子存在了多长时间?若由与粒子一起运动的观察者测量,粒子存在了多长时间? 解:s v s t 8

81067.110

36.03-⨯=⨯⨯==

∆ s c v t 822

01033.11-⨯=-⋅∆=τ

8、某加速器把质子加速到109eV 的动能,求这质子的速度,这时其质量为其静质量的多少倍?已知质子的静质量为kg 271067.1-⨯。

解:2222716001] 1.67109101]k E mc m c m c -=-=-=⨯⨯⨯⨯

919

10 1.610k E J

-=⨯⨯ s m c v /10625.2875.08⨯==