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本课程起止时间为:2021-09-01到2021-12-20
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【作业】1.绪论——量子启幕 单元作业

1、 问题:在0K附近，钠的价电子动能约为3 eV，求其德布罗意波长。
评分规则: 【 根据题意，列出计算式。
根据计算式，计算得出结果。
将答案作答。
】

2、 问题:两个光子在一定条件下可以转化为正负电子对，如果两个光子能量相等。问如果实现光子对向正负电子对的转化，光的波长最大是多少？
评分规则: 【 根据能量守恒定律，列出光子对转化为电子对的能量守恒关系。
根据电子的静止质量，求出光子的对应频率。
根据光子的频率，求出对应的光子最长波长。
根据求出的光子波长，作答。
】

3、 问题:请根据本章学习的内容，说明光与其他物质作用的三种方式。
评分规则: 【 光电效应。
康普顿效应
正负电子对产生
】

4、 问题:试说明1913年，玻尔如何解决原子有核模型中的电子绕核运动不稳定性问题。
评分规则: 【 原子的稳定性——假设存在一系列稳定的状态（定态），处于定态时既不发射也不吸收光子。
电子跃迁——电子在不同的定态之间可以跃迁，所发出或吸收的光辐射频率与两个定态能量差有关,.
】

1.绪论——量子启幕 第一章测试

1、 问题:关于自由粒子的物质波，以下说法错误的是
选项：
A:自由粒子不受其它物体的作用，动量和能量不会变换。因此其物质波长不变。
B:由于自由粒子的动量不变，表示自由粒子的物质波是一个平面波。
C:德布罗意波长关系表明，其仅适用于低速运动粒子。
D:根据德布罗意波长关系，微观粒子被加速后，其物质波波长边长，波动性变得明显。
答案: 【根据德布罗意波长关系，微观粒子被加速后，其物质波波长边长，波动性变得明显。】

2、 问题:以下粒子中，相同的能量下，物质波波长最大的是
选项：
A:质子
B:中子
C:电子
D:中微子
答案: 【中微子】

3、 问题:以下关于量子现象的标志，说法错误的是
选项：
A:量子现象是指普朗克常数h在其中能其重要作用的现象。
B:在量子现象中，一般情况下，能量与动量是非连续的。
C:网络中，有不少商品是“量子”产品，这说明在宏观物体中，也有可能发生量子现象。
D:电子的波动性要比质子的波动性强。
E:普朗克常数的值非常小()，这是为什么在经典物理中很难观察到量子现象的原因。
答案: 【网络中，有不少商品是“量子”产品，这说明在宏观物体中，也有可能发生量子现象。;
电子的波动性要比质子的波动性强。】

4、 问题:以下哪个选项不是19世纪末经典物理的辉煌成就
选项：
A:牛顿力学对低速机械运动的准确描述
B:麦克斯韦方程组对电磁波的圆满解释，及其对光波动性的解释。
C:统计物理学对热现象的完整解释。
D:原子的有核模型对原子结构的解释。
答案: 【原子的有核模型对原子结构的解释。】

5、 问题:以下哪种方式，不是光与物质作用并转化的方式？
选项：
A:光被原子中内层电子吸收后转化为光电子的光电效应
B:光被电子散射后波长变换的康普顿效应
C:光经过原子核周围时转化为正负电子对的现象
D:光在物体上的干涉与衍射现象
答案: 【光在物体上的干涉与衍射现象】

6、 问题:以下实验或应用中，主要利用光子的粒子性的是
选项：
A:探测光的利器——光电倍增管的基本原理。
B:康普顿效应中，光散射后波长变长。
C:利用CT诊断疑似新冠病毒感染的患者。
D:利用γ射线破坏癌细胞。
E:紫外线照射皮肤造成皮肤损伤。
答案: 【探测光的利器——光电倍增管的基本原理。;
康普顿效应中，光散射后波长变长。;
利用γ射线破坏癌细胞。;
紫外线照射皮肤造成皮肤损伤。】

7、 问题:以下关于波粒二象性说法正确的是
选项：
A:波粒二象性是微观粒子的基本性质，表明其既服从经典力学规律，又遵守经典波动规律。
B:波粒二象性指的是微观粒子既可显示经典粒子的粒子性，又可显示经典波的波动性。
C:波粒二象性表明，对于微观粒子或光子实验中，同一个实验中，需要用粒子性和波动性同时来解释。
D:波粒二象性是微观粒子的客观属性，与宏观物体或者机械波有不同的行为规则。
答案: 【波粒二象性指的是微观粒子既可显示经典粒子的粒子性，又可显示经典波的波动性。;
波粒二象性表明，对于微观粒子或光子实验中，同一个实验中，需要用粒子性和波动性同时来解释。;
波粒二象性是微观粒子的客观属性，与宏观物体或者机械波有不同的行为规则。】

8、 问题:以下关于黑体辐射现象说法正确的是
选项：
A:黑体辐射现象中，能量密度谱线只与温度有关，也就是说对于同样温度的物体，无法从它们的辐射谱上区分。
B:对于黑体辐射谱线的解释中，瑞利-金斯谱线仅对长波辐射适用，在短波部分呈发散结构，称为“紫外灾难”。
C:维恩线与黑体辐射谱基本吻合，但在长波部分稍有发散，表明热力学物理能描述黑体辐射谱线。
D:普朗克提出能量子假说，假设黑体只能辐射和吸收能量为为单位的“能量子”，即辐射能量不连续，得出了与黑体辐射谱线一致的普朗克公式。
答案: 【黑体辐射现象中，能量密度谱线只与温度有关，也就是说对于同样温度的物体，无法从它们的辐射谱上区分。;
对于黑体辐射谱线的解释中，瑞利-金斯谱线仅对长波辐射适用，在短波部分呈发散结构，称为“紫外灾难”。;
普朗克提出能量子假说，假设黑体只能辐射和吸收能量为为单位的“能量子”，即辐射能量不连续，得出了与黑体辐射谱线一致的普朗克公式。】

9、 问题:以下哪些物理现象是微观粒子波粒二象性的表现？
选项：
A:在中国散裂中子源利用中子研究金属结构性质。
B:利用电子透镜观察蛋白质晶体的生物结构。
C:利用中高能质子杀伤肿瘤细胞。
D:电子经过双狭缝后，出现规则分布的条纹。
答案: 【在中国散裂中子源利用中子研究金属结构性质。;
利用电子透镜观察蛋白质晶体的生物结构。;
电子经过双狭缝后，出现规则分布的条纹。】

10、 问题:康普顿效应中，以下说法正确的是
选项：
A:康普顿散射中，光子的能量有可能不发生变化。
B:康普顿散射中，光子是和自由电子发生碰撞，与实验中所采用的哪种原子的电子无关。
C:康普顿散射中，不同入射光子在特定的角度波长改变率（出射波长与入射波长的比）是相同的。
D:康普顿散射中，随着角度增加，出射波长相对波长的增加而增加。
答案: 【康普顿散射中，光子的能量有可能不发生变化。;
康普顿散射中，光子是和自由电子发生碰撞，与实验中所采用的哪种原子的电子无关。;
康普顿散射中，随着角度增加，出射波长相对波长的增加而增加。】

11、 问题:光电效应中，光子的粒子性主要体现为其可以像粒子一样与电子的碰撞，并将其全部能量转化为电子的逃逸动能和克服束缚的脱出功。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

12、 问题:电子具有德布罗意波长表明电子在运动过程中将按照波动方式运动。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【电子具有物质波波长，这是电子的波粒二象性的表现形式。但其并不以波动方式运动，而是具有波的衍射和干涉等本质特征。】

13、 问题:对于光子来说，其展示波动性的同时，不再具有粒子性。相反地，其展示粒子性的同时，不再具有波动性。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【光的波粒二象性，主要体现在其能量与频率的关系，和动量与波长的关系。以上论断，只在两象性其中的一种性质完全可以被忽略时成立。在康普顿效应中，同时展示了波动性和粒子性。】

14、 问题:戴维孙-革末实验中，电子的衍射最大值由公式决定。其中d是晶体的光栅常数。在已知晶格光栅常数的情况下，可以有衍射谱确定电子的物质波波长。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

15、 问题:微观粒子，如电子、中子、质子等，都可以如光子一样在晶体材料中产生衍射现象，说明微观粒子具有波动性。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

16、 问题:微粒的粒子性与波动性的关系在量子力学中，是一个假设。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】
分析：【此关系式是一个有爱因斯坦对光子引入的假设，并被德布罗意用于表达物质波关系，其正确性不断得到实验的验证。】

2.波函数与薛定谔方程 从态函数到连续性方程-本章测试1

1、 问题:态函数的标准条件不包括以下哪个选项
选项：
A:单值性
B:有限性
C:连续性
D:归一性
E:单调性
答案: 【归一性;
单调性】

2、 问题:关于薛定谔方程，以下说法正确的是
选项：
A:薛定谔方程在量子力学中，决定了粒子的运动状态，可以据此给出某时刻粒子所处的位置。
B:薛定谔方程中具有粒子的能量项和动量项，说明量子力学与经典力学的相似性。
C:根据薛定谔方程，可以得出粒子满足的粒子流密度连续性方程，以及相应的粒子数守恒定律。
D:薛定谔方程中的粒子势能项，跟经典物理中的势能函数项描述方式相同，因此未对势能进行量子力学改造。
答案: 【根据薛定谔方程，可以得出粒子满足的粒子流密度连续性方程，以及相应的粒子数守恒定律。】

3、 问题:根据态叠加原理，以下说法不正确的是
选项：
A:电子衍射条纹的疏密程度，代表电子态在该处的态密度大小。

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