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文檔簡介

1、圖示為用雙縫干涉來測定空氣折射率n的裝置:實驗前,在長度相同為l的密封玻璃管內(nèi)都充以一大氣壓的空氣?,F(xiàn)將上管中的空氣逐漸抽去,則光屏上的干涉條紋向__________(填上、下)移動。當上管中空氣完全抽到真空,發(fā)現(xiàn)屏上波l的干涉條紋移過N條。則由___________________可計算得,空氣的折射率=n___________。下2000,1試卷

________________________________2波長為l的單色光垂直入射到寬度為a的單縫上,緊貼縫后有一焦距為f的凸透鏡,使衍射光屏放在透鏡的焦平面上,則中央明條紋寬度lo=。第一級明條紋位置離中央明條紋中心的距離x1=。第三級明條紋位置離中央明條紋中心的距離x3=

。8、原子從某一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài),發(fā)射的光子中心波長為l譜線寬度為Dl,則光子的動量不確定度=,位置的不確定度=。pDxD3.將波長為6000平行光垂直照射在一多縫上,衍射光強分布如圖所示,由圖可知這多縫的縫數(shù)N=,每縫的寬度b=,縫間不通光部分的寬度b′=如將上述多縫中的偶數(shù)縫擋住,試將此情況下的光強分布的大致情況畫在右下圖上。62×10-5

m4×10-5

msinθ取k=16、右圖為在KT30001=黑體輻射的能譜曲線,圖中所示陰影面積的物理意義為:__________________________________若要畫出黑體在另一溫度下的能譜曲線,應注意到斯特藩--玻爾茲曼定律:__________________和維恩位移定律:__________________。試在右圖中畫出KT25002=時的能譜曲線。這曲線的特點是:它的峰值波長2ml=___________;曲線所包圍的面積約為原來的________________。波長λ→λ+△λ幅出度0.57、簡要說明光電效應實驗中的其中兩個特點:(1)__________________________________;(2)___________________________________。用愛因斯坦光電效應方程:________________________就能得到很好的解釋。而光的波動說不能解釋。簡要地比較這兩種理論的主要區(qū)別:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。紅限瞬時性初動能與光強有關(guān)。電子逸出需要累積時間。不存在紅限l9.

質(zhì)量為m運動速度為v的微觀粒子,它的德布羅依波長=,如果粒子處在寬度為L的一維無限深勢阱中能穩(wěn)定地運動,那么應滿足駐波條件:,由此可計算得在勢阱中的能量只能取En=。若n=3,試在題圖a中大致畫出幾率密度的分布曲線。若該粒子不是在無限深勢阱中,而在寬度同樣為L的有限深勢阱中,試在題圖b中畫出相應的幾率密度分布曲線。由a、b兩圖可知,由于___________________________________________________________________,可以判別同樣能級的有限深勢阱比無限深勢阱中粒子的能量來得_________________(選填大或小)。h/mv波長變長有限深勢阱中粒子速度變小,不確定度量(位置)變大小二、計算題:1、牛頓環(huán)裝置中平凸透鏡與平塊玻璃接觸不良。而留有一厚度為eo的氣隙,若已知觀測所用的單色光波長為λ,平凸透鏡的曲率半徑為R。⑴試導出K級明條紋和暗條紋的公式;⑵若調(diào)節(jié)平凸透鏡與平板玻璃靠近,試述此過程中牛頓環(huán)將如何變化?⑶試判別在調(diào)節(jié)過程中,在離開中心r處的牛頓環(huán)相鄰干涉條紋寬度△r與eo的厚度有無關(guān)系?敘述簡明理由,并算出在該處的條紋寬度。解:1e亮暗亮暗2:擴展減小,第K級條紋將向外移動3:與eo無關(guān)可近似看作劈尖一部份2、如要用衍射光柵區(qū)別氫原子第14和第15條譜線,光柵的分辨本領(lǐng)應多大如光柵常數(shù)為每毫米200條的光柵,要想在第2級中能分辨這兩條譜線,這光柵的寬度至少多寬?(提示:巴爾末系第14和15條譜線指的量子數(shù)n分別從16和17到n為2躍遷過程中發(fā)射的光譜線)解:1與或3、在一維無限深勢阱中運動的微觀粒子,勢阱寬度為L,如果粒子狀態(tài)的波數(shù):

()xLAx-=Y(1)試求歸一化常數(shù)A(2)粒子幾率出現(xiàn)的最大位置(3)粒子在30L-之間出現(xiàn)的幾率解:(1)2:得:x=0或x=L或x=L/2取x=L/23:4、如圖所示,考慮一波長為的lx光光子對靜止電子發(fā)生碰撞,碰撞后光子以q角散射,試求散射光子的波長,反沖電子的動能和動量。(電子靜質(zhì)量為0m)kE

解:12:電子動能一、選擇題:

1、右圖為一干涉膨脹儀示意圖。上下兩平行玻璃板用一對熱膨脹系數(shù)極小的石英柱支撐著,被測樣品W在兩玻璃板之間,樣品上表面與玻璃板下表兩間形成一空氣劈尖

(A)條紋變密,向右靠攏(B)條紋變疏,向上展開

(C)條紋疏密不變,向右平移

(D)條紋疏密不變,向左平移

選D在以波長為λ的單色光照則下,可以看到平行的等厚干涉條紋。當W受熱膨脹時,條紋將2001,1試卷

(A)0rr(B)0rr(C)0rr(D)0rr(E)(F)選F2、在牛頓環(huán)實驗中,在平凸透鏡的凸面與平板玻璃之間是空氣時,第

K級明條紋的半徑為ro,在平凸透鏡的凸面與平板玻璃之間充以某種液體時,第K級明條紋的半徑變?yōu)?/p>

r,由此可知該液體的折射率n為:20rr()20rr()

3、在光電效應試驗中,用光強相同頻率為ν1與ν2的光做伏安特性曲線。已知ν2>ν1,那么它們的伏安特性曲線應該是圖UIUν1ν2IUν1ν2(A)IUν2ν1(B)Iν2ν1(C)(D)選D光強不變時,頻率高,單個光子能量大,但單位時間光子數(shù)少二、填空題:1、

在圖示的光路中,S為光源,

透鏡L1、L2的

焦距都為f,

圖中光線SaF與光線SoF的光程差1d=。光線SbF路徑中有長為l,折射率為n的玻璃,

這光線與SoF的光程差2d=。0(n-1)l透鏡不引起附加光程差δ=SbF-l+nl-SoF2、將波長為600nm的單色光垂直均勻照射在等間距的平行四縫上,在衍射角正弦sin=0.03處應出現(xiàn)的第三級干涉明條紋正好缺級。由此可知這四縫中每條通光的縫寬a=,不通光寬度b=。試將這四縫衍射光強分布圖的大致情況畫在下圖中。3、一束由自然光和線偏振光組成的混合光,垂直通過偏振片。當偏振片順時針轉(zhuǎn)動到某一位置時,出射光的光強最小為I;當偏振片繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)過900時,出射光強為最大,且為3I;偏振片再繼續(xù)轉(zhuǎn)過600,則出射光的光強I3=。自然光強出射光強I偏振光強2I出射光強3I

1.5I0.12(MeV)

5、己知某X射線的能量為0.72MeV,康普頓散射后在某

角度上散射光新成分波長相對原波長改變了20%,則

可知反沖電子獲得的動能Ek=,散射光子的

動量大小p=。

6、某光的波長λ=600nm,

其波長的不確定度△

λ=0.003nm,

那么對應光子位置的不確定值△x=

。3、塞曼(P.Zeeman)

效應說明了什么?戴維孫(C.J.Davisson)-

革末(L.H.Germer)

實驗又說明了什么?

塞曼(P.Zeeman)效應說明了角動量的空間量子化;戴維孫(C.J.Davisson)-革末(L.H.Germer)實驗證明了電子的波動性。四、計算題:1、如圖所示,平凸透鏡放入平凹透鏡內(nèi),凸透鏡的凸球面正好與凹透鏡的凹球而接觸。已知凸球面的曲率半徑R1小于凹球面的曲率半徑R2?,F(xiàn)用波長為λ的單色光觀測,在反射光部分可以觀測到環(huán)形的干涉條紋。求:K級明暗干涉條紋的半徑表達式解:與Kλ亮暗與亮暗2、天文學中常用熱輻射定律估算恒星的半徑。現(xiàn)觀測到某恒

星熱輻射的峰值波長為λm;輻射到地面上單位面積的功

率為W。已測得該恒星與地球間的距離為l,若將恒星看

作黑體,試求該恒星的半徑。(維恩常量b和斯忒藩常量

σ均為己知)解:12:恒星輻射的總功率3:距離為l的地球處,單位面積輻射到的功率3、寬為L的一維無限深勢阱中質(zhì)量為m的微觀粒子,它的定態(tài)波函數(shù)為:(1)確定歸一化常量A;(2)寫出該勢阱中粒子的定態(tài)薛定諤方程,并由此求粒子的能量表達式;(3)求粒子由第二激發(fā)態(tài)(n=3)躍遷到基態(tài)所發(fā)射光的波長。解:12:薛定諤方程代入薛定諤方程得3:一、選擇題:1、

若用單色光垂直照射在牛頓環(huán)裝置上,

當平凸透鏡豎直向上緩慢平移而遠離平面玻璃時,

可以觀察到環(huán)狀干涉條紋(a)

向中心收縮(b)

向外擴張(c)

不變選a2、有一個六縫光柵,

則相鄰主極大之間有(a)

七條暗條紋(b)

六條暗條紋(c)

五條暗條紋選C2002,1試卷

3、在楊氏雙縫干涉實驗裝置的雙縫后各覆蓋一偏振片,

若兩偏振片的偏振化方向相互垂直,

則光屏上(a)

仍為雙縫干涉花樣,

強度不變(b)

干涉條紋消失(c)

仍為雙縫干涉花樣,

但強度發(fā)生了變化

選________4、在用單色光觀測等傾干涉的實驗中,當平行薄膜厚

度e

增厚過程中觀測到的圓環(huán)形干涉條紋

(a)收縮、變密(b)

收縮、變疏(c)收縮、疏密不變(d)

擴展、變密

(e)擴展、變疏(f)

擴展、疏密不變選________bd12Uaν(a)12Uaν(d)12Uaν(b)12Uaν(e)12Uaν(c)12Uaν(f)5、在光電效應實驗中,對逸出功A不同的1、2兩種

金屬,(12AA>)做遏止電壓aU與光頻n

的比較

實驗曲線,試判別下列哪張圖線是正確的:選b(k普適常數(shù))

存在紅限,即發(fā)射電子最小能量6、某微觀粒子在寬度為10nm的一維無限深勢阱中的零點能為1eV。若將該微觀粒子放在寬度為1.0nm的一維無限深勢阱中,則它的零點能為:(a)0.01eV(b)0.10eV(c)10eV(d)100eV選_______n=1,與L2成反比d二、填空題

1、雙縫干涉裝置如圖所示,采用波長為l的單色光照射,干涉明條紋=,條紋間距。kx=Dx'S薄膜片,又能使零級明條紋回到中央o處。若將原來對稱位置處的線光源S向上移至,則原中央零級明條紋將向(填:上或下)移動,若在你所指的方向上移動了N條紋,則應在(填:上或下)縫上遮一折射率為n,厚度h=的下上r2、采用光源波長為l的邁克耳孫干涉儀,測量空氣的折

射率時,在干涉儀的一臂放入一管長為l,充以1大

氣壓的空氣,當將玻璃管抽到真空,引起干涉儀兩

臂的光程差的改變?yōu)開__________,若在此過程中觀

測到有N條干涉條紋移動,由公式:_____________,

可計算得空氣的折射率=n__________。2(n-1)l2(n-1)l=Nλ3、佘山天文臺的一臺反射式望遠鏡的口徑d=156cm,假定所觀測的星星的光的波長為550nm,則該望遠鏡能分辯的兩顆星對望遠鏡所張的最小的角度為_______

弧度。4、某高溫爐壁有一小孔,在爐溫4800K時,它熱輻射的峰值波長為600nm,后來爐溫改變,它的峰值波長為450nm,此時爐溫為____________,此時輻出度為原來的倍。0.43×10-66400K5、玻爾假設(shè)的基本要點是:3、軌道角動量量子化假設(shè):1、穩(wěn)定態(tài)假設(shè):分裂軌道,2、躍遷假設(shè):不輻射電磁波axΨ

6、寬度為a的一維無限深勢阱中的微觀粒子,質(zhì)量為m其波函數(shù)為,該波函數(shù)如圖所示。式中A可由波函數(shù)的條件確定量E=;粒子出現(xiàn)該處的幾率密度為而式中k、φ可由波函數(shù)的條件確定;該狀態(tài)下粒子的能幾率最大的位置x=;歸一化邊界(n=3)

7、由海森堡的不確定關(guān)系,粗略估算寬度為a的一維無限深勢阱中質(zhì)量為m的微觀粒子的最低能量(零點能)

Eo=。三、計算題1、如圖所示將一平面玻璃片覆蓋在凹柱面鏡上面,以波長500nm

(1)求平面玻璃片的下表面與凹柱面鏡中間的高度差;(2)已知圖中的寬度l=3mm,求凹柱面的曲率半徑。

的單色光垂直照射,從反射光中觀測干涉現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)中央是暗條紋。

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