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一个温度为T的N粒子体系,在计算能量时,可忽略粒子间的相互作用.设每个粒子有三个非简并能级:0,ε1,ε2,并且ε2
一个温度为T的N粒子体系,在计算能量时,可忽略粒子间的相互作用.设每个粒子有三个非简并能级:0,ε1,ε2,并且ε2ε1>0.试取两种近似:①kT
ε2;②kT
ε1,用正则系综导出体系的配分函数、自由能及熵.
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一个温度为T的N粒子体系,在计算能量时,可忽略粒子间的相互作用.设每个粒子有三个非简并能级:0,ε1,ε2,并且ε2ε1>0.试取两种近似:①kT
ε2;②kT
ε1,用正则系综导出体系的配分函数、自由能及熵.
第1题
有一量子力学体系,能级和能量本征态记为En,,n=0,1,2,….t≤0时,体系处于基态
.t≥0时受到微扰H'(x,t)=F(x)e-t/τ作用.试用一级微扰论计算经过足够长时间(
)后体系处于激发态ψn的概率.
第3题
N个原子在空间规则地排列起来形成点阵结构(理想晶体).由于热涨落,原子可以离开原来的点阵位置进入点阵的间隙位置,这种空位—间隙原子称为弗仑克尔(Frenkel)缺陷(见图).
令w代表将原子从原来的位置移到间隙位置所需要的能量,当时,缺陷数n满足
,因而缺陷之间的相互影响可以忽略.原子可以进入的间隙位置数N'和N有相同的数量级.试证明在温度T满足
的平衡态下,缺陷的平均数n满足下列关系:
或
提示:先利用玻尔兹曼关系S(n)=klnW(n)求出有n个缺陷时的熵,其中W(n)代表从N个点阵位置移下n个原子并把它们分配到N'个间隙位置中的n个位置上的不同方式数.
有n个缺陷时的自由能为F(n)=E(n)-TS(n)=nw-TS(n),再由自由能极小的条件,即
导出使F取极小的缺陷数n,它代表一定温度T的平衡态的平均缺陷数.
本题是综合应用热力学与统计物理学的一个例子.
第4题
在热平衡状态下(T=300K),某一对能级的粒子数密度比值n2/n1=1/e,试计算该跃迁所对应的频率,并指出该频率落在电磁波频谱的那个区。
第5题
第9题
A.绝对零度
B.周围环境温度
C.37摄氏度
D.50摄氏度
E.100摄氏度
第10题
电荷为q的谐振子,t<0和t>τ时处于自由振动状态,总能量算符为
(1)
能量本征态记为ψn,能级.当0≤t≤τ,外加均匀电场
,总能量算符变成
(2)
H的本征态记为φn,本征值为En.
设t≤0时该谐振子处于基态ψ0,求t>τ时的波函数ψ(x,t),以及ψ(x,t)中各能量本征态ψn的成分.
第11题
A.射线与物质粒子发生弹性和非弹性散射方式进行
B.入射光子的能量使原子由基态跃迁到激发态,在退激时能量以热能的形式消耗掉
C.和屏蔽材料的原子序数的平方成正比
D.屏蔽材料与低能和中能射线作用时,粒子吸收占主导地位
E.和屏蔽材料的K层吸收边相关