大学物理自测题(3)

11

第13章 波动光学答案

一、选择题

1.[B];(2)[B];3[C];4.[B];5.[B];6.[A ];7.[ C ];8.[B ].;9.[C ];10.[ B ].11.[ D ] 12.[B ];13.[C ];14[C ] 。 二、填空题

7??5 ；6. 1.2 ；7. 1.0?10； 2n?I12?58. 1.0?10m 9. 500nm ；10. 1m ；11. 2 ；12. ?0；13. I0sin(2?) ；14.1: 3

441. 3?, 1.33 ；2. 0.9 ；3. 6.4?10mm；4. 105 ；5.

?315.60 。

?三、计算题

1. 解：由公式x?kD?可知波长范围为??时,明纹彩色宽度为 dD?xk?k??

d由 k＝1可得，第一级明纹彩色带宽度为

D500?(700?400)?10?6???mm?0.72mm ??????????????????? ?x1?d0.25由 k＝5可得，第五级明纹彩色带的宽度为

?x6?6?x1?6?0.72mm?4.32mm

2. 解：空气中的薄膜上表面的反射光有半波损失，设薄膜厚度为h，反射光最强必须满足

Δ?2hn??2?k?(k?1,2,3,)

透射光最强时，亦即反射光最弱，必须满足

2即 2hn?k?

即 2hminn?Δ?2hn???(2k?1)?2(k?0,1,2,)

(1) 反射光最强时，膜的最小厚度满足

?hmin2?600??nm?97.4nm?0.097μm 4n4?1.54??

(2) 透射光最强时，膜的最小厚度满足

?n?? 即 2hmin??hmin?2n?600nm?195nm?0.195μm

2?1.54

12

?k? (明纹中心) 2现 k = 1， dk?d1

3. 解：(1) 2ndk?膜厚度

?d1?(2) x??4n?1.22?10?4mm

l?3.00mm 22k?1 4. 解：(1) 明环半径为r?R?,k?1,2,3,?

2所以入射光波长

2r22??0.30?10?2????m?5?10?7m ?2k?1?R?2?5?1??42(2)由明环半径公式

2r2??2k?1?R?

r21(10?2)21得 k?????50.5

R?24?5?10?72所以, 在OA范围内可观察到50个明纹．

5. 解：设第三级暗纹在?3方向上，则有

???3?? asin此暗纹到中心的距离为

x3?ftan?3

因为?3很小，可认为 tan?3?sin?3 所以

x3?两侧第三级暗纹的距离是 2x3?所以 ??3f? a6f??8.0mm a2x3a?500nm 6f6. 解：光栅常量

1106d?mm?nm?2000nm

500500据光栅公式，?1 的第三级谱线满足

dsin?1?3?1

?1?所以 sin3?1， ?1?62.07 d?2 的第三级谱线 dsin?2?3?2

13

所以 sin?2?两谱线间隔 ?l?f(tan?2?tan?1)

3?2， ?2?62.18 d即 ?l?1.00?103(tan62.18??tan62.07?)mm?8.60mm

7. 解：(1) 由光栅衍射公式 dsin??k?得??

?

?

?

?

dsin60?3? dsin30?2??

sin30?3??????510.4nm ?sin602 (2) 由dsin60?3?得?

d?3??2041.4nm

sin60设紫光波长为?1，红光波长为?2，第二级谱线分别满足关系

3??2041.4nm sin?2?2?400?23.07?dsin?1?2?1，?1?sin?11?sin?1d2041.42?2?760?48.13 dsin?2?2?2，?2?sin?12?sin?1d2041.4d?白光第二级光谱的张角

????2??1?48.13?23.07?25

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第14章 量子物理

一、选择题

1. 下列物体中属于绝对黑体的是

（A）不辐射可见光的物体； （B）不辐射任何光线的物体；

（C）不能反射可见光的物体； （D）不能反射任何光线的物体。 [ ]

2. 光电效应和康普顿效应都是光子和物质原子中的电子相互作用过程，其区别何在？在下面几种理解中，正确的是

（A）两种效应中电子与光子组成的系统都服从能量守恒定律和动量守恒定律；

（B）光电效应是由于电子吸收光子能量而产生的，而康普顿效应则是由于电子与光子 的弹性碰撞过程；

（C）两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程；

（D）两种效应都属于电子吸收光子的过程。 [ ] 3. 关于光子的性质，有以下说法：

（1）不论真空中或介质中的速度都是c； （2）它的静止质量为零； （3）它的动量为h?/c； （4）它的总能量就是它的动能； （5）它有动量和能量，但没有质量。

其中正确的是 [ ] （A） （1）（2）（3） （B） （2）（3）（4）

（C） （3）（4）（5） （D） （3）（5）

4. 关于普朗克量子假说，下列表述正确的是 [ ] (A) 空腔振子的能量是非量子化的

(B) 振子发射或吸收能量是量子化的 (C) 辐射的能量等于振子的能量 (D) 各振子具有相同的能量

5. 用相同的两束紫光分别照射到两种不同的金属表面上时, 产生光电效应, 则 (A) 这两束光子的能量不相同

(B) 逸出电子的初动能不相同

(D) 遏止电压相同 [ ]

(C) 在单位时间内逸出的电子数相同

6. 用强度为I、波长为?的X射线(伦琴射线)分别照射Li(Z = 3)和Fe ( Z = 26). 若在同一散射角下测得康普顿散射的X射线波长分别为?Li和?Fe (?Li、?Fe＞?), 它们对应的强度分别为ILi和IFe，则有关系

?Li??Fe,ILi?IFe (C) ?Li??Fe,ILi?IFe

(A)

(A) 电子穿过原子核

(B)

?Li??Fe,ILi?IFe

(D) ?Li??Fe,ILi?IFe [ ]

7. 在以下过程中, 可能观察到康普顿效应的过程是

(B) X射线射入石墨

(D) 粒子射入金属中 [ ]

(C) 电子在介质中高速飞行

8. 为了观察康普顿效应, 入射光可用

15

(A) 可见光 (B) 红外光 (C) X射线 (D) 宇宙射线 [ ]

9. 根据光子理论E?h?, p?h?

. 则光的速度为

p(A)

E

E(B)

p(C) Ep

E2(D) 2 [ ]

p10. 用X射线照射物质时，可以观察到康普顿效应，即在偏离入射光的各个方向上观察到散射光，这种散射光中 [ ] (A) 只包含有与入射光波长相同的成分

(B) 既有与入射光波长相同的成分，也有波长变长的成分，且波长的变化量只与散射光的方向有关，与散射物质无关

(C) 既有与入射光波长相同的成分，也有波长变长的成分和波长变短的成分，波长的变化量既与散射方向有关，也与散射物质有关

(D) 只包含着波长变化的成分,其波长的变化量只与散射物质有关,与散射方向无关

11. 光电效应和康普顿散射都包含有电子与光子的相互作用, 下面表述中正确的是 (A) 相互作用都是电子与光子的弹性碰撞 (B) 前者是完全非弹性碰撞, 后者是弹性碰撞 (C) 两者都是完全非弹性碰撞

(D) 前者是弹性碰撞而后者是完全非弹性碰撞 [ ] 12. 根据玻尔氢原子理论，当大量氢原子处于n = 3的激发态时，原子跃迁将发出 (A) 一种波长的光 (C) 三种波长的光

(B) 两种波长的光

(D) 各种波长的光 [ ]

13. 设氢原子被激发后电子处在第四轨道(n = 4)上运动.则观测时间内最多能看到谱线的条数为 (A) 2条 (B) 4条 (C) 6条 (D) 8条 [ ] 14. 关于不确定关系?x?px?h，有以下几种理解：（1）粒子的动量不可能确定，但坐标可以被确定；（2）粒子的坐标不可能确定，但动量可以被确定；（3）粒子的动量和坐标不可能同时确定；（4）不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子。其中正确的是

（A）（1）、（2）； （B）（2）、（4）；

（C）（3）、（4）； （D）（4）、（1）。 [ ]

二、填空题

1. 钨的红限频率为1.3?10Hz. 用波长为180 nm的紫外光照射时, 从其表面上逸出的电子能量为 ．

2. 以波长为??0.207?m的紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯的红限频率

15?0?1.21?1015Hz，则其遏止电压Ua＝ V. (普朗克常量h?6.63?10?34J?s，元

电荷 e?1.6?10?19C)

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