第二十一章 量子光学[例题精选]例21-1 以下一些材料的逸出功为:(铍 3.9eV);(钯 5.0eV);(铯 1.9eV);(钨 4.5eV);今要制造能在可见光(频率范围为3.9×1014 Hz—7.5×1014 Hz)下工作的光电管,在这些材料中应选A. 钨. B. 钯. (C) 铯. (D) 铍. [ C. 铍. [ C ] D. = 4.2eV的能量,若用可见光投射到铝的表面,能否产生光电效应?为什么?(普朗克常量h =6.63×10-34 Js,e =1.60×10-19 C) E. 答:不能产生光电效应。 F. =4.2 eV =6.72×10-19 J G. ∴ =296 nm 而可见光的波长范围为400 nm~760 nm > 。例21-3 某金属产生光电效应的红限波长为,今以波长为 (<)的单色光照射该金属,金属释放出的电子(质量为me)的动量大小为 . ↑|Ua|(v) . 2 5 -|||- I O -|||-10-|||--2 (times (10)^14Hz). . ↑|Ua|(v) . 2 5 -|||- I O -|||-10-|||--2 (times (10)^14Hz). (C) . ↑|Ua|(v) . 2 5 -|||- I O -|||-10-|||--2 (times (10)^14Hz). (D) . ↑|Ua|(v) . 2 5 -|||- I O -|||-10-|||--2 (times (10)^14Hz). [ . ↑|Ua|(v) . 2 5 -|||- I O -|||-10-|||--2 (times (10)^14Hz). [ C ] aU|与入射光频率的关系曲线如所示,由此可知该金属的红限频率14= Hz;逸出功A = eV.5×101 2U2| = 2|Ua2|,则这两种单色光的频率有如下关系:a = 1- 2.1 = + 2. (C) 1 = 2- 2. (D) 1 = - 22. [1 = - 27. [ C ]例21-6 具有下列哪一能量的光子,能被处在n = 2的能级的氢原子吸收?1.51 eV. (B) 1.89 eV. (C) 2.16 eV. (D) 2.40 eV. [2.16 eV.V. (B) 1.89 eV. (C) 2.16 eV. (D) 2.40 eV. [ B ]R =1.097×10- m1-10,1Å=102 m ):极限波数 . ↑|Ua|(v) . 2 5 -|||- I O -|||-10-|||--2 (times (10)^14Hz)可求出该线系的共同终态. . ↑|Ua|(v) . 2 5 -|||- I O -|||-10-|||--2 (times (10)^14Hz) . ↑|Ua|(v) . 2 5 -|||- I O -|||-10-|||--2 (times (10)^14Hz)VK = -3.4 eV 始态 n =3,E7 = -1.51 eV[练习题]I-,以频率为1的单色光照射该金属时,测得饱和电流为I-,若I34> I-,则19>8.-<1.=K.与的关系还不能确定. [D],用频率为的光照射该金属能产生光电效应,则该金属的红限频率 = ; > ,且遏止电势差|U| = . /h和飞到阳极的电子的最大动能E的变化分别是E增大,E增大.E不变,E变小.E增大,E不变.增大,E不变. (D) E不变,E不变. [D]V,如果用波长为3.60×10 m的光照射在钾上,则光电效应的遏止电压的绝对值|U| = ;从钾表面发射出电子的最大速度v = .J·s,1eV =1.60×10 J,m=9.11×10 kg)V 7.14×10 m·s与入射光频率 的关系曲线如所示.试证:普朗克常量.(即直线的斜率)证明:由爱因斯坦方程 及逸出功 得 = 0,由可知:入射光频率为时 即 V.R =1.097×10 m,h =6.63×10 J·s,1 eV =1.60×10 J , c =3×10 m·s )13.6 3.421-7试根据玻尔关于氢原子结构的基本假说,推导里德伯常量的理论表达式.(氢原子能级公式: )证明: , 而:, ,代入上式: 与 比较,得里德伯常量 .21-8 由氢原子理论知,当大量氢原子处于n =3的激发态时,原子跃迁将发出:一种波长的光.两种波长的光.连续光谱. [ C ]21-9根据玻尔理论,氢原子在n =5轨道上的动量矩与在第一激发态的轨道动量矩之比为5/4.5/3. (C) 5/2. (D) 5. [5. [ C ]21-10 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,在以下几种理中,正确的两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律.两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程.两种效应都属于电子吸收光子的过程.]X光经物质散射后,其散射光中包含波长 和波长不变的两种成分,其中波长 的散射成分称为康普顿散射.变长 变长 = .
1.24 将一曲率半径分别为 _(1)=-30cm 和 _(2)=-60cm, 折射率为1.50cm的弯月形薄-|||-凹透镜凹面向上水平放置,然后用折射率为1.60的透明油填满该凹面.若上述系统放在空气-|||-中,在透镜前100cm处有一小物体,求:-|||-(1)系统的焦距;-|||-(2)物体经系统所成的最后像.
激光器的发光机理是( )A. 自发辐射;B. 自发吸收;C. 受激辐射 ;D. 受激吸收。
焦距为4cm的薄凸透镜L和平面镜M相距5cm，L在M的左侧。今有一物体在L的左侧8cm处，则该物体经过系统成___像，第一次成像离L距离等于___cm。（ ）A.1，8B.2，8C.3，4D.3，8
【填空题】设气体分子服从麦克斯韦速率分布律, 代表平均速率, 为一固定的速率区间,则速率在 范围内的分子数占分子总数的百分率随气体的温度升高而 __________( 增加、降低或保持不变 )
24.2 自然光入射到两个互相重叠的偏振片上。如果透射光强为(1)透射光最大强度-|||-的三分之一,或(2)入射光强度的三分之一,则这两个偏振片的偏振化方向间的夹角是多少?
10.27 一电子在 =20times (10)^-4T 的磁场中沿半径为 R=2.0cm 的螺旋线运动,螺距 =5.0cm,-|||-如题10.27图.-|||-(1)求这电子的速度;-|||-(2)磁场B的方向如何?-|||-题10.27图
点电荷q在空间中激发的某点的电场强度E与()无关A. 到点电荷之间的距离rB. 试探电荷带电量q0C. 电场力FD. 真空中磁导率
两个薄凸凹透镜的焦距均为10cm，它们间的距离为5cm，其光轴重合。现在凸透镜前20cm处放物体，则像的位置为 ( )A. 凹透镜前30cm处B. 凸透镜前30cm处C. 凹透镜前35cm处D. 凸透镜前35cm处
三、什么叫做热电动势、 接触电动势和温差电动势?说明势电偶测温原理。 分析热电偶测温的误差因素,并说明减小误差的方法( 10分)
热门问题
既提高轴向分辨力又提高横向分辨力的措施是A. 缩短脉冲长度B. 使声束变细C. 增大声束宽度D. 提高探头频率E. 降低探头频率
静止流体不显示粘性。A. 正确B. 错误
1.如图1所示,BC为波密介质的反射面,波由P点反射,已知入射波t时刻的波形曲线如左图所示,则-|||-反射波的波形曲线为: [ ]-|||-y y y-|||-B P-|||-x x-|||-P-|||-o x (A) (B)-|||--A y y-|||-C ∠ P-|||-图1 x-|||-(C) (D)
光的衍射特征是光在受限制的方位上展开;限制越强光展得越开,衍射现象越明显.A. 正确B. 错误
如图所示，波源S激起的水面波穿过两个狭缝A，B向右传播，SA=12cm，SB=10cm，AC=BC=20cm，AD=19cm，BD=21cm，水面波波长为λ=4cm，则A，B两点的振动 (同相/反相)，在C点处引起的振动 (加强/减弱)，在D点处引起的振动 (加强减弱)．A.-|||-D-|||-S C-|||-B
11.如右图4所示,载流为I的竖直无限长直导线,与半径为R半圆形导体框共面,其中直径-|||-AB是水平状态,A点与载流线相距为a。当导体框由静止下落H高度时,求:(1)该瞬时半圆形-|||-导体框中的感应电动势:(2)该瞬时AB边的电动势大小和方向。 C-|||-a-|||-A B-|||-I H
产生感生电动势的非静电力是A. 洛伦兹力B. 涡旋电场力C. 静电场力D. 安培力
核能是通过核反应从( )中获取的能量。 、原子核、原子、中子、质子
材料一 2月10日，天问一号火星探测器顺利实施火星捕捉制动，正式踏入环火轨道。所谓火星捕捉制动，就是指高速“行驶”的火星探测器在靠近火星时“踩一脚刹车”，在大速度增量减速后被火星的引力场捕获，进入环火轨道。制动捕获的机会是唯一的，所以如何实施近火制动以保证探测器被成功捕获，是整个火星探测任务中技术风险最高、技术难度最大的环节之一，决定着整个探火任务的成败。如何“踩好刹车”，大有学问。 首先，这脚“刹车”的力道大小是极为考究的：如果探测器“刹车”太轻，就会飞越火星继续围绕太阳公转，耗费数年时间等待下一个“制动窗口”；如果探测器“刹车”太重，就有可能直接撞上火星。据公开资料显示，苏联、美国、日本的火星探测任务都曾在“火星捕获段”遭遇失败。据了解，天问一号的目标轨道距离火星最近处仅400km，而此时它的速度已高达28km/s，想要成功实施近火捕捉制动，就必须在10分钟内将它的速度降低到约1km/s，其难度可想而知。中国航天科技集团的科研团队攻坚克难、不畏艰辛，通过无数次仿真实验和反复分析，最终确定为天问一号配置1台3000N的轨道控制发动机，实现制动。 此外，“视觉盲区”也是天问一号踏入环火轨道面临的巨大挑战。这是因为天问一号在实施火星制动捕获时，距离地球达1.92亿公里，它将数据传输回地球需要10.7分钟。如此漫长的通讯延时形成了一段“视觉盲区”，导致地球的工作人员无法对火星捕获情况进行实时监控。天问一号必须“自主”完成“踩一脚刹车”。为确保这一环节顺利实施，科研团队特别能吃苦、特别能攻关，在分析了近千种故障工况后，确定了关键参数及阈值，编写了近两百份故障预案，设计研发了器务自主管理器双大脑、姿轨控计算机三核心、测控通信多通道切换策略等技术，确保天问一号在无法实时控制的情况下，对可能发生的情况进行准确的判断和反应。 成功实施火星制动捕获，标志着中国首次火星探测任务“绕、落、巡”三大目标中环绕目标的顺利达成，为后续探测器着陆与巡视任务的顺利实施奠定了基础，充分展现了中国航天人的智慧，是我国航天事业自主创新、跨越发展的标志性成就。（取材于赵竹青、章斐然等的文章）材料二 1月28日，我国第五部航天白皮书——《2021中国的航天》正式发布。这是我国进入新发展阶段、开启全面建设社会主义现代化国家新征程后的第一版白皮书，具有重要的现实意义。 白皮书总结了过去5年中国航天取得的进展。一是运载火箭发展迅猛：据统计，5年间，我国共实施207次火箭发射，长征运载火箭发射成功率为96.7%；以长征五号为代表的新一代无毒无污染运载火箭陆续投入使用；商业运载火箭不断涌现，形成陆地、海上多样化的发射能力。二是中国空间站建造全面实施：6名航天员先后进驻中国空间站，开启了中国长期驻留太空的时代。三是探月工程取得重大进展：“环绕、着陆、返回”三环节圆满收官、“嫦娥四号”首次着陆月背巡视探测、“嫦娥五号”带回1731克月壤。四是火星探测任务顺利完成：“天问一号”实现从地月系到行星际探测的跨越，在火星上首次留下中国印迹。五是空间基础设施不断完善：北斗全球卫星导航系统建成开通、高分辨率对地观测系统形成…… 总体来看，航天技术的更新推动了新能源、新材料等大批新兴产业的发展，促进了智慧城市、无人驾驶汽车等新业态产业的兴起，也为未来中国航空事业的发展奠定了坚实基础。 白皮书更擘画了未来5年中国的太空发展蓝图，明确未来5年中国航天的发展方向，并介绍了在“探月工程”“行星探测”和“深空探测”等方面的重点任务和重点工程。 探月工程方面，中国政府批准了三次登月任务，计划在月球南极建立月球基地：拟定2024年发射“嫦娥七号”对月球南极进行详细勘测，绘制月球南极阴影陨石坑中冰的分布图；预计2030年发射“嫦娥八号”，测试载人国际月球科研站的“核心技术”；计划在2025年以后在月球上建立国际月球科研站等。行星探测方面，主要包括两项内容：一是计划在2024年发射首颗小行星探测器，名为“郑和”，它将对近地小行星进行采样并研究具有类似小行星轨道的冰冻彗星；二是计划在2028年完成火星采样返回任务，完成木星系探测等关键技术的攻关等。深空探测方面，计划于2024年发射“巡天”太空望远镜，它具有与美国国家航空航天局（NASA）的哈勃太空望远镜（世界上现用最伟大的望远镜）相同的波长，堪与其媲美。在未来5年发展的基础上，还计划于21世纪30年代初发射“太极”天基引力波探测器，以便观测到频率更低的波，从而将有效提升探测极端天体和极端事件发生几率的能力。 白皮书还指出，中国始终把发展航天事业作为国家整体发展战略的重要组成部分，始终坚持为了和平目的探索，不断拓展外层空间，这中间饱含着一代又一代航天人艰苦奋斗的心血与汗水。我国伟大的航天人创造了以“两弹一星”、载人航天、月球探测为代表的辉煌成就，走出了一条自力更生、自主创新的发展道路，体现了深厚博大的航天精神。（取材于王帝元、谢龙、赵竹青、初梓瑞等的文章）（1）根据材料一，下列表述正确的一项是 ____ A.火星捕捉制动，是指通过“踩一脚刹车”，使探测器被火星的引力场捕获。B.火星制动捕获的力道大小极为考究，太轻会与火星相撞，太重会飞离火星。C.“视觉盲区”导致天问一号无法对可能出现的情况作出恰当的判断和反应。D.天问一号的成功，标志着中国火星探测任务完成“绕、落、巡”三大目标。（2）根据材料二，下列对中国航天事业取得的成就及未来规划理解不正确的一项是 ____ A.中国空间站建造全面实施，开启了中国长期驻留太空的时代。B.新能源、新材料等新兴产业的发展，推动了航天技术的更新。C.“嫦娥七号”计划绘制月球南极阴影陨石坑中冰的分布图。D.即将发射的“巡天”可与NASA的哈勃太空望远镜相媲美。（3）根据材料一和材料二，下列表述不正确的一项是 ____ A.2月10日，天问一号探测器“刹车”顺利，完成火星捕获，正式踏入环火轨道。B.天问一号将数据传输回地球需要10.7分钟，漫长的通讯延时被称为“视觉盲区”。C.“郑和”小行星探测器将于2024年发射，研究具有类似小行星轨道的冰冻彗星。D.未来5年，将发射“太极”天基引力波探测器，能有效提升探测极端天体的能力。（4）根据材料一和材料二，下列理解与推断不正确的一项是 ____ A.天问一号探测器是中国航天首次从地月系到行星际探测的有效尝试。B.未来中国对木星系的探测，同样可能面临如何踩好“刹车”的问题。C.未来5年，对小行星、火星、木星的探索将是航天工作的重中之重。D.以天问一号等为代表的航天工程凝聚了航天人深厚博大的航天精神。（5）请结合以上两则材料，简要说明我国航天事业获得快速发展的原因。
用伏安法测金属电阻时,()用内接法A. 待测电阻阻值远小于电流表内阻B. 待测电阻阻值远大于电流表内阻C. 任何情况都可以
在容积V=4×10^-3m^3的容器中,装有压强P=500Pa的理想气体,则容器中气体分子的平动动能总和为 J
y-|||-R-|||-x(一般综合)如图所示一半径为R的半圆细环上均匀地分布电荷Q,求环心处的电场强度(电势),
关于磁场的高斯定理 iint ____(S)overline (B)cdot d overline (S)=0, 下面的叙述中不正确的是( )A. 该定理表明磁场是无源场B. 该定理表明磁场是涡旋场C. 一批磁感线可以完全被封闭在闭合曲面内D. 穿入任一闭合曲面的磁感线的条数一定等于穿出该曲面的磁感线的条数
处于激发态的钠原子，发出波长为589nm的光子的时间平均约为(10)^-8s。根据不确定度关系式，光子能量不确定量的大小Delta E= ，发射波长的不确定度范围（即所谓谱线宽度）是 。
[题目]如图所示,两个匀质长方体A,B叠放在水-|||-平桌面上,水平拉力F作用在物体B上,使物体A,-|||-B一起沿水平桌面做匀速直线运动,请作出物体A受-|||-力的示意图-|||-A-|||-F-|||-B-|||-77 7 7
下图实验中某同学测得开路电压为4.0V 短路电流为 12mA 则当为 666 Ω时电流表的 读数 [ 填空 1 ] mA ( 精确到个位 )
13 单选(2分)-|||-一闭合回路处于变化的磁场中,通过回路的磁通量为 Phi =6(t)^2+2t wb ,t的单位-|||-为秒,则 =1s 时线圈中产生的感应电动势为 () 心-|||-A.14伏-|||-B. -8 伏-|||-C.8伏-|||-D. -14 伏
电阻伏安特性测电阻采用外接法时测的电阻值比真实值小A. 正确B. 错误
下列表达式中的有效数字位数100.00±0.100cm的有效数字是___位100.00±0.10cm的有效数字是____ 位100.00±0.1cm的有效数字是____ 位
空气中传播的两列声波大小分别_(1)=f和_(1)=f,那么它们叠加形成拍频大小为()_(1)=f_(1)=f_(1)=f_(1)=f