文档介绍：光电子 08 级量子力学****题 A 光子理论简答题一. 在黑体辐射公式( 普朗克公式) 中, 单位频率间隔内的能量密度 13381 h k Thec ???? ??? ?? ?? ?? ?试由关系式 d d ? ?? ????求出单位波长间隔内的能量密度??, 并估计??取极大值时的波长 m?。2 213 2 3 158 1 8 1 h c k T h c k T d d d d d c c c d d d c c h c ec h c e ? ?? ????? ???? ?? ? ??? ???????? ??????? ?? ????? ?? ???? ?? ??? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?近似 3 1 10 10 mK 1 m hc hc hc kT kT k T T ????? ???严格 mbT ???? 3 10 mK b ??? ? T b m?? 3 10 mK b ?? ?简答题二、太阳光照射下黑体是否能无限制地升温? 太阳光照射下黑体的温度也不会无限制地升温。在太阳光照射下黑体吸收辐射能量使其温度升高的同时,向外辐射的能量也增大。当黑体的温度上升到某一值时,吸收的辐射能量与发射能量处于动态平衡时,温度就不再上升。简答题三、为何通常总把氢原子中的电子状态能量作为整个氢原子的状态能量? 氢原子核外的电子与其核在彼此间的库仑力作用下, 绕共同质心运动。因此, 电子的运动并不等于电子和核的整体运动。但由于核的质量远大于电子的质量, 因而可近似的认为氢原子核是固定不动的。可近似认为电子的运动状态就反映了原子的运动状态。简答题 5 在光电效应和康普顿效应中,都包含了电子与光子的相互作用。试问这两种效应中,光子—电子作用过程有什么不同? 光电效应中,一般是使用可见光或紫外光。光子的能量、动量和质量都较小(与 X 光比), 光子的粒子性不太明显, 可认为光子完全被电子吸收, 并遵循能量守恒。康普顿效应中的光子处在 X 波段,能量、动量和质量都很大,粒子性明显。可看作光子与自由电子的弹性碰撞,既遵循能量守恒,也遵循动量守恒。简答题 6 一个光子的能量等于一个电子的静止能量( m ec 2) ,问该光子的频率、波长和动量是多少? 简答题 7 太阳照射到地球上光的强度为 8J/s ·m2 ,如果平均波长为 500nm ,则每秒落到地面上 1m2 的光子数是多少? 解一个光子的能量ε=hν=hc/ λ由题意知光的强度为 I=8J/s ·m2 所以,一秒内落到 1m2 地面上的光子数为 N:I=N ε即 N=I/ ε=Iλ/hc= 8× 500 × 10 -9 × 10 -34 ×3× 108 = × 10 19个/s·m2 射线照射物质时, 可以观察到康普顿效应, 即在偏离入射光的各个方向上观察到散射光,这种散射光中( )。 A. 只包含有与入射光波长相同的成分 B. 既有与入射光波长相同的成分,也有波长变长的成分,波长的变化只与散射方向有关,与散射物质无关 C. 既有与入射光相同的成分,也有波长变长的成分和波长变短的成分,波长的变化既与散射方向有关,也与散射物质有关 D. 只包含着波长变长的成分,其波长的变化只与散射物质有关与散射方向无关B 9. 康普顿效应的主要特点是( )。 A. 散射光的波长均比入射光的波长短,且随散射角增大而减小,但与散射体的性质无关 B. 散射光的波长均与入射光的波长相同,与散射角、散射体性质无关 C. 散射光中既有与入射光波长相同的,也有比入射光波长长的和比入射光波长短的,这与散射体性质有关 D. 散射光中有些波长比入射光的波长长,且随散射角增大而增大,有些散射光波长与入射光波长相同,这都与散射体的性质无关 D 10. 光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程。对此,在以