题目
8三维立方势箱中的粒子,具有的状态的量子数。nx ny nz是:A. 2,2,2B. 2,1,3C. 2,3,1D. 2,1,1
8三维立方势箱中的粒子,具有的状态的量子数。nx ny nz是:
A. 2,2,2
B. 2,1,3
C. 2,3,1
D. 2,1,1
题目解答
答案
A. 2,2,2
解析
本题考查三维立方势箱中粒子的量子数知识。在三维立方势箱中,粒子的能量公式为$E=\frac{\pi^2\hbar^2}{2mL^2}(n_x^2+n_y^2+n_z^2)$,其中$n_x,n_y,n_z$为正整数($1,2,3,\cdots$),但题目未明确是否存在其他限制条件。
选项分析:
- 选项A:(2,2,2):$n_x=n_y=n_z=2$,均为正整数,满足量子数取值要求。
- 选项B:(2,1,3):$n_x=2,n_y=1,n_z=3$,均为正整数,形式上也满足量子数取值。
- 选项C:(2,3,1):$n_x=2,n_y=3,n_z=1$,同样均为正整数,形式上满足。
- 选项D:(2,1,1):$n_x=2,n_y=1,n_z=1$,均为正整数,形式上满足。
题目意图推测:
可能题目隐含“能量相同的状态”这一条件(常见考点)。计算各选项能量:
- $E_A=2^2+2^2+2^2=12$
- $E_B=2^2+1^2+3^2=4+1+9=14$
- $E_C=2^2+3^2+1^2=14$
- $E_D=2^2+1^2+1^2=6$
若考虑能量相同,仅选项A的$n_x=n_y=n_z$对应唯一能量(无简并),而B、C、D均有不同量子数组合但能量相同(简并)。结合常见考题,题目可能意图考察“能量唯一的状态”,故答案为A。