题目内容
【题目】电子和光一样具有波动性和粒子性,它表现出波动的性质,就像X射线穿过晶体时会产生衍射一样,这一类物质粒子的波动叫物质波.质量为m的电子以速度v运动时,这种物质波的波长可表示为λ=,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=6.63×10-34 J·s.
(1)计算具有100 eV动能的电子的动量p和波长λ.
(2)若一个静止的电子经2 500 V电压加速:
①求能量和这个电子动能相同的光子的波长,并求该光子的波长和这个电子的波长之比.
②求波长和这个电子波长相同的光子的能量,并求该光子的能量和这个电子的动能之比.已知电子的静止能量mc2=5.0×105 eV,m为电子的静质量,c为光速.
【答案】(1)5.4×10-24 kg·m/s 1.2×10-10 m
(2)①5.0×10-10 m 20.8 ②8.3×10-15 J 20.8
【解析】(1)p=
= kg·m/s
≈5.4×10-24 kg·m/s.
λ== m≈1.2×10-10 m.
(2)①电子的动量
p′=mv′==
= kg·m/s
≈2.7×10-23 kg·m/s.
电子的波长λ′==m≈2.4×10-11 m,
光子能量E=Ek′==2 500 eV=4.0×10-16 J
光子波长λ== m≈5.0×10-10 m,
则≈20.8.
②光子能量ε=≈8.3×10-15 J.
电子动能Ek′=4.0×10-16 J,
所以≈20.8.
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