文档介绍:结构化学基础****题答案-周公度-第4版(同名5880)
【】×10-14s-1,如用它作为光电极的阴极当用波长为300nm的紫外光照射该电池时,发射光电子的最大速度是多少?
解:
【】计算下列粒子的德布罗意波的波长:
质量为10-10kg,·s-1的尘埃;
;
动能为300eV的自由电子。
解:根据关系式:
(1)
【】子弹(,速度1000m·s-1),尘埃(质量10-9kg,速度10m·s-1)、作布郎运动的花粉(质量10-13kg,速度1m·s-1)、原子中电子(速度1000 m·s-1)等,其速度的不确定度均为原速度的10%,判断在确定这些质点位置时,不确定度关系是否有实际意义?
解:按测不准关系,诸粒子的坐标的不确定度分别为:
子弹:
尘埃:
花粉:
电子:
【】用不确定度关系说明光学光栅(周期约)观察不到电子衍射(用电压加速电子)。
解:解法一:根据不确定度关系,电子位置的不确定度为:
这不确定度约为光学光栅周期的10-5倍,即在此加速电压条件下电子波的波长约为光学光栅周期的10-5倍,用光学光栅观察不到电子衍射。
解法二:若电子位置的不确定度为10-6m,则由不确定关系决定的动量不确定度为:
在104V的加速电压下,电子的动量为:
由Δpx和px估算出现第一衍射极小值的偏离角为:
这说明电子通过光栅狭缝后沿直线前进,落到同一个点上。因此,用光学光栅观察不到电子衍射。
【】是算符的本征函数,求其本征值。
解:应用量子力学基本假设Ⅱ(算符)和Ⅲ(本征函数,本征值和本征方程)得:
因此,本征值为。
【】和对算符是否为本征函数?若是,求出本征值。
解:,
所以,是算符的本征函数,本征值为。
而
所以不是算符的本征函数。
【】证明在一维势箱中运动的粒子的各个波函数互相正交。
证:在长度为的一维势箱中运动的粒子的波函数为:
=1,2,3,……
令n和n’表示不同的量子数,积分:
和皆为正整数,因而和皆为正整数,所以积分:
根据定义,和互相正交。
【】已知在一维势箱中粒子的归一化波函数为
式中是势箱的长度,是粒子的坐标,求粒子的能量,以及坐标、动量的平均值。
解:(1)将能量算符直接作用于波函数,所得常数即为粒子的能量:
即:
(2)由于无本征值,只能求粒子坐标的平均值:
(3)由于无本征值。按下式计算px的平均值:
【】若在下一离子中运动的电子可用一维势箱近似表示其运动特征:
估计这一势箱的长度,根据能级公式估算电子跃迁时所吸收的光的波长,。
解:该离子共有10个电子,当离子处于基态时,这些电子填充在能级最低的前5个型分子轨道上。离子受到光的照射,电子将从低能级跃迁到高能级,跃迁所需要的最低能量即第5和第6两个分子轨道的的能级差。此能级差对应于棘手光谱的最大波长。应用一维势箱粒子的能级表达式即可求出该波长: