近代物理课后答案1.docx

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近代物理课后答案1

近代物理课后答案

光电11

2.5根据能量和动量守恒定律，证明：

光子和自由电子相碰撞不可能产生光电效应。

证：

假定自由电子可以吸收一个光子，不失一般性设电子初始静止，光子未被吸收前，能量和动量守恒

，吸收后的能量和动量守恒

。

得到

，该式成立要求

，但这是不可能的。

故题设正确

2.7波长为0.1nm的X射线光子的动量和能量各为多少？

解：

动量

能量

2.8由50KeV电压加速的电子，在轫致辐射中产生最短X射线波长是多少？

解：

2.13已知电子的动能分别为1MeV和1GeV，求它们的德布罗意波长是多少?

解：

电子能量太大，需考虑相对论效应，波长

1MeV的电子波长

1GeV的电子波长

2.13微观粒子的波动性可以用波长和频率表征，试问用实验方法能够直接确定其中的哪一个？

对另一个的确定能说些什么？

答：

戴维斯-革末实验测量了物质波的波长，不能直接测量物质波的能量

2.14根据电子的德布罗意波长说明：

在原子中电子的轨道概念已失去意义，在电视机显像管中运动的电子为什么仍旧可以用电子轨道概念？

（设显像管加速电压为10KeV，管长为0.5m）

答：

以氢原子基态为例，电子的动能为13.6eV，对应德布罗意波长约0.34nm，氢原子半径才0.053nm，轨道概念在原子中失去意义；而电视显像管中10keV电子的德布罗意波长0.0124nm，远小于显像管的长度0.5m，显像管中的电子仍旧可以使用轨道概念

2.17动能为5.0MeV的

粒子垂直入射到厚度为0.1

，质量密度为

的金箔，试求散射角大于

的粒子数是全部入射粒子的百分之几？

解：

，

其中

而

，所以散射角大于900的概率为

2.18

粒子质量比电子质量大7300多倍，若速度为

的非相对论

粒子与一静止的自由电子相碰撞，试证明

粒子的最大散射角约为

rad。

证：

正碰时α粒子动量改变最大，α粒子与电子碰撞前后能量、动量守恒得

，

由此得到

和

，于是有

，即

2.21对一次电离的氦粒子

和两次电离的锂离子

，分别计算：