1.1.由黑体辐射公式导出维恩位移定律:CmbbTm03109.2,。证明:由普朗克黑体辐射公式:dechdkTh11833,及c、dcd2得1185kThcehc,令kThcx,再由0dd,得.所满足的超越方程为15xxexe用图解法求得97.4x,即得97.4kThcm,将数据代入求得Cm109.2,03bbTm1.2.在0K附近,钠的价电子能量约为3eV,求deBroglie波长.解:010A7.09m1009.72mEhph#1.3.氦原子的动能为kTE23,求KT1时氦原子的deBroglie波长。解:010A63.12m1063.1232mkThmEhph其中kg1066.1003.427m,123KJ1038.1k#1.4利用玻尔—索末菲量子化条件,求:(1)一维谐振子的能量。(2)在均匀磁场中作圆周运动的电子的轨道半径。已知外磁场T10B,玻尔磁子123TJ10923.0B,求动能的量子化间隔E,并与K4T及K100T的热运动能量相比较。解:(1)方法1:谐振子的能量222212qpE可以化为12222222EqEp的平面运动,轨道为椭圆,两半轴分别为22,2EbEa,相空间面积为,2,1,0,2nnhEEabpdq所以,能量,2,1,0,nnhE方法2:一维谐振子的运动方程为02qq,其解为tAqsin速度为tAqcos,动量为tAqpcos,则相积分为nhTAdttAdttApdqTT2)cos1(2cos220220222,,2,1,0nnhTnhAE222,,2,1,0n(2)设磁场垂直于电子运动方向,受洛仑兹力作用作匀速圆周运动。由RvevB2,得eBvR再由量子化条件,3,2,1,nnhpdq,以22,eBRRRvp分别表示广义坐标和相应的广义动量,所以相积分为nheBRRvdpdp22022,,2,1n,由此得半径为eBnR,,2,1n。电子的动能为BneBnBeeBRvEB2222212121动能间隔为JBEB23109热运动能量(因是平面运动,两个自由度)为kTE,所以当K4T时,JE231052.4;当K100T时,JE211038.1。1.5两个光子在一定条件下可以转化为正负电子对,如果两个光子的能量相等,问要实现这种转化,光子波长最大是多少?解:转化条件为2che,其中e为电子的静止质量,而c,所以che,即有083134maxA024.0103101.910626.6cech(电子的康普顿波长)。