一个电子在一个半径为R、总电荷为Ze的均匀带电球内运动,试用玻尔理论计算相应于在带电球内运动的那些允许能
级.
级.
第1题
有一种简化的“一维氦原子”模型,原子核一电子以及电子-电子间的作用势均用δ势阱(垒)表示,总能量算符取为
(1)
其中x1、x2表示电子1和2的坐标,Ze是原子核电荷.如采用自然单位,即距离以a0/Z为单位(a0是Bohr半径),能量以Z2e2/a0为单位,则H可以简化成
(2)
如视电子-电子作用势(上式中最后一项)为微扰,试求体系的能级(一级近似),并和三维氦原子的微扰论结果比较.
第2题
在原子核(电荷Ze)周围运动的N电子体系,忽略自旋和相对论效应后,总能量算符可以写成
H=T+V (1)
其中
,(2)
(3)
对于体系的任何一个束缚态,证明位力定理:
(4)
第3题
在半导体中,V族杂质原子外层第五个电子的运动,可以看成是在围绕一个正的核电荷+q的圆形轨道上,并穿过具有体介电常数的材料。试证明,如果介电常数为11.7,则只需要有大约0.1eV能量的电子,就能在晶体中自由导电。求基态轨道的半径,从而说明电子是在体介质中运动的假设。材料的晶格常数为
第4题
第5题
有一半径为R,不带电的磁化导体球,在球内r处的磁场为
B(r)=Ar⊥2k
式中A是一个常数,k是通过球心的单位矢量r⊥是r处到k轴的距离,如图a所示(在笛卡儿坐标系中,单位矢量k沿z轴方向,球心位于坐标原点,).假设此导体球以角速度ω绕其z轴旋转(非相对论性的)。
(1)试求此旋转球内的电场(在实验室参考系中观察);
(2)试求球内的电荷分布(不计算球面电荷);
(3)如图b所示,把一个静止的伏特计的一端接在导体球的极点上,另一端通过电刷接到旋转导体球的赤道上。试问此伏特计测得的电势差U是多少?
第6题
一导体球,半径为口,总电荷为Q,球外有一点电荷q,从球心到点电荷的矢径为r,将系统放在沿r。方向的均匀外电场E0中,证明当q不受力作用用时
第7题
苯的“自由电子模型”把电子看成在一个环形势场中运动,并受到具有C6对称性的微扰作用.
(a)不计及微扰作用时,可以认为电子是在半径为R的环上自由运动。写出能量本征值与本征函数,作为零级近似。
(b)微扰可以表示成,试研究它对各能级的影响(一级修正),特别是要找出发生分裂的能级。
第8题
中心力问题中,常称V(r)和离心势之和为等效势能,记作
如Vl存在极小值,相应的距离rl称为“平衡距离”,对于类氢离子(核电荷Ze),的情形,试按下列步骤处理径向方程:
第9题
电子在原子核(电荷Ze)的Coulomb场中运动,求束缚态能级(0<E<mc2)以及(H,,J2,Jz)的共同本征函数.
第10题