1.6 一原子的激发态发射波长为 600nm 的光谱线,测得波长的精度为 ,试问该原子态的寿命为
多长?
解:
由海森伯不确定关系 得:
1.7 一个光子的波长为 300nm,如果测定此波长精确度为 .试求此光子位置的不确定量.
解: ,或:
由海森伯不确定关系 得:
2.1 按汤姆逊的原子模型,正电荷以均匀密度 分布在半径为 R 的球体内。(1) 设原子内仅有一个电子,试
证该电子(电量为-e)在球体内的运动是以球心为平衡位置的简谐振动; (2) 设正电荷的总量等于一个电
子的电量,且 m,试求电子振动频率及由此辐射出的光子的波长.
解:(1) 电子所受库仑引力为: ,
由于 , 所以
由此可知, 电子的运动是以球心为平衡位置的简谐振动.
(2) 当 Z=1, m 时,
振动频率
辐射出的光子波长:
2.2 当一束能量为 4.8MeV 的 α 粒子垂直入射到厚度为 cm 的金箔上时,探测器沿 20°方向每秒
纪录到 个 α 粒子.试求:
(1)仅改变探测器安置方位,沿 60°方向每秒可纪录到多少个 α 粒子?
(2)若 α 粒子能量减少一半,则沿 20°方向每秒可测得多少个 α 粒子?
(3) α 粒子能量仍为 4.8MeV,而将金箔换成厚度相同的铝箔, 则沿 20°方向每秒可纪录到多少个 α 粒子?
(金和铝的密度分别为 19.3g/cm
3
和 2.7g/cm
3
,原子量分别为 197 和 27,原子序数分别为 79 和 13.忽略核的
反冲).
解:由公式,
(1) 当 时, 每秒可纪录到的 α 粒子 满足:
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