一维无限深势阱中,关于的能量说法正确的是A. 粒子的能量是连续的B. 粒子的质量越大能量就越大C. 势阱的宽度越小,粒子能量越大D. 主量子数越大,粒子能量越大
A. 粒子的能量是连续的
B. 粒子的质量越大能量就越大
C. 势阱的宽度越小,粒子能量越大
D. 主量子数越大,粒子能量越大
题目解答
答案
C. 势阱的宽度越小,粒子能量越大
D. 主量子数越大,粒子能量越大
解析
本题考查一维无限深势阱中粒子能量的相关知识。解题的关键在于明确一维无限深势阱中粒子能量的计算公式,然后根据公式分析各选项。
一维无限深势阱中粒子的能量公式为:$E_{n}=\frac{n^{2}h^{2}}{8ml^{2}}$,其中$n = 1,2,3,\cdots$为主量子数,$h$为普朗克常量,$m$为粒子质量,$l$为势阱宽度。
选项A
根据能量公式$E_{n}=\frac{n^{2}h^{2}}{8ml^{2}}$,主量子数$n$只能取正整数$1,2,3,\cdots$,这意味着粒子的能量只能取一系列特定的值,是量子化的,而不是连续的。所以选项A错误。
选项B
由能量公式$E_{n}=\frac{n^{2}h^{2}}{8ml^{2}}$可知,在主量子数$n$、势阱宽度$l$和普朗克常量$h$不变的情况下,粒子的能量$E_{n}$与粒子质量$m$成反比。即粒子质量$m$越大,能量$E_{n}$越小。所以选项B错误。
选项C
从能量公式$E_{n}=\frac{n^{2}h^{2}}{8ml^{2}}$可以看出,在主量子数$n$、粒子质量$m$和普朗克常量$h$不变时,粒子的能量$E_{n}$与势阱宽度$l$的平方成反比。当势阱宽度$l$越小时,$l^{2}$越小,那么$\frac{1}{l^{2}}$越大,所以粒子能量$E_{n}$越大。所以选项C正确。
选项D
根据能量公式$E_{n}=\frac{n^{2}h^{2}}{8ml^{2}}$,在粒子质量$m$、势阱宽度$l$和普朗克常量$h$不变的情况下,粒子的能量$E_{n}$与主量子数$n$的平方成正比。主量子数$n$越大,$n^{2}$越大,所以粒子能量$E_{n}$越大。所以选项D正确。