2018-2019学年教科版选修3-5 实物粒子的波粒二象性 第1课时 作业
2018-2019学年教科版选修3-5    实物粒子的波粒二象性   第1课时   作业第2页

A.(λ_1+λ_2)/2       B.(λ_1 "-" λ_2)/2

C.(λ_1 λ_2)/(λ_1+λ_2 ) D.(λ_1 λ_2)/(λ_1 "-" λ_2 )

解析:由题意可知,两粒子的初动量分别为p1=h/λ_1 和p2=h/λ_2 .碰撞过程中动量守恒,所以碰撞后形成的氚核的动量为p2-p1=h/λ,所以该氚核的德布罗意波长为λ=h/(p_2 "-" p_1 )=(λ_1 λ_2)/(λ_1 "-" λ_2 )

答案:D

6为了观察晶体的原子排列,可以采用下列方法:

(1)用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(由于电子的物质波长很短,能防止发生明显的衍射现象,因此电子显微镜的分辨率高).

(2)利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样,进而分析出晶体的原子排列.

则下列分析中正确的是(  ).

A.电子显微镜所利用的是电子的物质波波长比原子尺寸小得多

B.电子显微镜中电子束的运动速度应很小

C.要获得晶体的X射线衍射图样,X射线的波长要远小于原子的尺寸

D.中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当

解析:能发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸和波长差不多或比波长更小,对电子显微镜我们要避免发生衍射,所以电子束的波长要远小于原子,避免发生明显衍射,提高分辨率;而要分析晶体的原子排列,则需要明显衍射,X射线和中子束的波长则应和原子的尺寸相当,用以发生明显的衍射.[

答案:AD

7在中子衍射技术中,常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近.已知中子质量m=1.67×10-27 kg,可以估算德布罗意波长λ=1.82×10-10 m的热中子动能的数量级为(  ).

A.10-17 J B.10-19 J

C.10-21 J D.10-24 J

解析:根据德布罗意波理论,中子动量p=h/λ,中子动能Ek=p^2/2m=h^2/(2mλ^2 ),代入数据可以估算出数量级,选项C正确.

答案:C

8德布罗意认为:任何一个运动着的物体,都有一种波与它对应,波长是λ=h/p,式中p是运动物体的动量,h是普朗克常量.已知某种紫光的波长是440 nm,若将电子加速,使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10-4倍.

(1)求电子的动量的大小;

(2)试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系,并计算加速电压的大小.(电子质量m=9.1×10-31 kg,电子电荷量e=1.6×10-19 C,普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,加速电压的计算结果取一位有效数字)

解析:(1)λ=h/p,电子的动量

  p=h/λ=(6"." 6×10^("-" 34))/(4"." 4×10^("-" 11) ) kg·m/s=1.5×10-23 kg·m/s.

  (2)电子在电场中加速,有

  eU=1/2mv2

U=(mv^2)/2e=h^2/(2meλ^2 )=8×102 V.