题目
由一维势箱的薛定谔法方程求解结果所得的量子数n,下面论述正确的是………………………………..............................( )A. 可取任一整数B. 与势箱宽度一起决定节点数C. 能量与n2成正比D. 对应于可能的简并态
由一维势箱的薛定谔法方程求解结果所得的量子数n,下面论述正确的是………………………………..............................( )
- A. 可取任一整数
- B. 与势箱宽度一起决定节点数
- C. 能量与n2成正比
- D. 对应于可能的简并态
题目解答
答案
C
解析
本题考查一维无限深势箱模型中量子数$n$的性质,需结合薛定谔方程的解进行判断。关键点在于:
- 量子数$n$的取值范围:必须为正整数;
- 能量与$n$的关系:能量公式为$E_n \propto n^2$;
- 波函数的节点数:第$n$层能级有$n-1$个内部节点;
- 简并态的存在性:一维势箱中不同$n$对应不同能量,无简并态。
选项分析
选项A
量子数$n$必须为正整数($n=1,2,3,\dots$),不可取零、负数或分数,因此错误。
选项B
节点数由$n$决定,为$n-1$个内部节点,而势箱宽度$L$仅影响能量大小,与节点数无关。选项中“与势箱宽度一起决定”表述错误,因此错误。
选项C
能量公式为:
$E_n = \frac{n^2 \pi^2 \hbar^2}{2mL^2}$
可见能量与$n^2$成正比,因此正确。
选项D
一维势箱中,每个$n$对应唯一能量,不存在不同$n$导致相同能量的情况,因此无简并态,选项错误。