作业21 量子物理五
1． 氢原子光谱的巴耳末系中波长最大的谱线用
表示，其次波长用
表示，则两者的比值
为【】
A．
B.
C. 
D. 
答：【A】
解：根据玻尔氢原子理论，巴尔末系光谱频率为
， 
可见，当
时，是最小频率：
，最大波长为：
当
时，是次最小频率：
，次最大波长为：
2．处于第3激发态的氢原子跃迁回低能态时，可以发出的可见光谱线有【】条。
A．3 B. 6 C. 1 D. 2
答：【D】
解：可见光是高能级向
能级跃迁得到的巴尔末系。第3激发态是。
由向
的跃迁，共有两个：
由
后，
再由
即
可见，谱线有两条。
3．具有下列哪一能量的光子能被处于的能级的氢原子所吸收【】
A．2.16eV B. 2.40eV C.1.51eV D.1.89eV
答：【D】
解：光子的能量只有刚好等于氢原子某两个能级之差时，光子才能被吸收
所以只有的光子能够被的能级的氢原子所吸收，氢原子吸收一个光子后，跃迁到
（）的能级上。
4．欲使氢原子能发射巴耳末系中波长为
的谱线，最少要给基态氢原子提供【 】eV能量。（里德伯常数R＝1.096776×107m－1）
答：
[解]. 由巴尔末公式可得，发射的谱线是从能级跃迁得到的，
因此，氢原子至少应该被激发到（）的能级上。
所以要给基态氢原子提供的能量为：
5．已知原子中下列电子的量子数，对每一个原子的能量进行测量，写出可能测到的波函数（即能量本征态）的数目：
(1) ，
，
_______种
(2) ，，
_______种
(3) , 
_______种
(4) _______种
答：2，
=3，
=10，
=8；
解：（1），，，但
还有两个值，即
，所以有2种状态。
（2），，，但
还有
个值，即
，所以有3种状态。
（3）, ，但还有
个值
，还有两个值
，所以有10种状态。
（4），则
有2个值
；有4个值：
时， 
，
时，；
还有两个值，即总共有
种状态。
6．泡利不相容原来的内容是：
[解]不可能有两个电子具有相同的
；
7．基态电子种的自的排列遵循________原理和___________原理。
[解]泡利不相容原理和能量最小原理；
8．试计算能够占据一个
支壳层的最大电子数，并写出这些电子的和的值。
[解] 支壳层的角量子数是
，则电子的磁量子数可取
个，即 
；而自旋磁量子数可以取2个，即，所以能够占据一个支壳层的最大电子数为14。
这些电子的
分别为：
，
，
，
，
，
，
。
9．光子服从泡利不相容原理吗？
[解] 光子是玻色子，其自旋量子数为1，它不服从泡利不相容原理；只有费米子服从，如电子，质子和中子等，其自旋量子数为
。
第二篇：大连理工物理答案12
作业12 电磁感应二
1.用导线围成的回路（两个以O点为圆心，半径不同的同心圆，在一处用导线沿半径方向相连），放在轴线通过O点的圆柱形均匀磁场中，回路平面垂直于柱轴，如图13-1所示。如磁场方向垂直图面向里，其大小随时间减小，则（A）,(B) ,(C) ,(D) ,中正确表示涡旋电电场方向及感应电流的流向的是[ ]。
答：D
解：由楞次定律判断感应电流的方向。由于磁场垂直于纸面向里，并且减小，所以，感生电流产生的磁场垂直于纸面向里，由此可以判断出：回路中感生电流的方向是顺时针的。
注意：由于两环之间的导线上没有电动势，所以不同环之间没有电流。
2.均匀磁场限制在圆柱形空间（如图13-2）
。磁场中A,B两点用直导线AB连接，或用弧导线AB连接，则[ ]。
A.直导线中电动势较大
B.只有直导线中有电动势
C.两导线中的电动势相等
D.弧导线中电动势较大
答：A
解：连接
和
，则由于感生电场是同心圆。在上，线元
与感生的涡旋电场
垂直；在上，线元
与感生的涡旋电场
垂直。因此，和上的电动势为零
由法拉第电磁感应定律，回路
上的感应电动势为
则弧线
上的电动势为
，
弧线
上的电动势为
回路
上的感应电动势为
则直线
上的电动势为
，
由于
，所以
3.如图13-3所示,闭合线圈共50匝,半径r=4cm,线圈法线正向与磁感应强度之间的夹角
,磁感应强度
。求：
时感应电动势的大小和方向。
解：穿过一个线圈的磁通量为：
感应电动势为：（取俯视时，逆时针方向为感生电动势的正方向）
方向：顺时针方向
４.如图１３－４所示，一均匀磁场被限制在
的圆柱形空间内,磁场以
的均匀速率增加,已知
,
,求:等腰梯形导线框中的感应电动势,并指出其方向。
解：线框abcda所围面积中只有abefa一部分有磁通量,此面积
, 回路abcda方向与磁场方向一致
感应电动势
负号表示其方向由d到c。
5.如图13-5所示，在随时间均匀变化的磁场
中,固定一宽度为L的U形介质导轨,有一长为2L的金属杆在导轨上以v的速度匀速向右运动，设
时金属杆
与导轨左边缘
重合，求：t时刻(1)回路中的感应电动势；(2)杆中的动生电动势。
解：(1)穿过导体杆
与导轨形成的线圈的磁通量为：
回路中的感应电动势为：
(2) 杆中的动生电动势为
6.一块金属在均匀磁场中平移或旋转，金属中会产生涡流吗?
[答] 不会产生涡电流。因为涡旋电动势是由磁场随时间变化产生。
7.变压器的铁芯总是做成片状的,而且涂上绝缘漆互相隔开，为什么?
[答] 减少涡旋电流