物理练习册答案.pdf

1 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 练练 习习 十十 二二 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 18 3 x kT m 8 3 x kT m m kT x 2 3 0 x 1 1 容器中储有一定量的处于平衡状态的理想气体，温容器中储有一定量的处于平衡状态的理想气体，温 度为度为T T，分子质量为，分子质量为m m，则分子速度在，则分子速度在x x方向的分量平均方向的分量平均 值为（根据理想气体分子模型和统计假设讨论值为（根据理想气体分子模型和统计假设讨论) )( )( ) （B B） （C C） （D D） （A A） D 练习十二选择题练习十二选择题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 2 2根据气体动理论，单原子理想气体的温度正比根据气体动理论，单原子理想气体的温度正比 于于 （ ） （A A）气体的体积；）气体的体积； （B B）气体的压强；）气体的压强； （C C）气体分子的平均动量；）气体分子的平均动量； （D D）气体分子的平均平动动能。）气体分子的平均平动动能。 kT k 2 3 D 练习十二选择题练习十二选择题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 3 3有两个容器，一个盛氢气，另一个盛氧气，如果两有两个容器，一个盛氢气，另一个盛氧气，如果两 种气体分子的方均根速率相等，那么由此可以得出下种气体分子的方均根速率相等，那么由此可以得出下 列结论，正确的是列结论，正确的是 （ ） （A A）氧气的温度比氢气的高；）氧气的温度比氢气的高； （B B）氢气的温度比氧气的高；）氢气的温度比氧气的高； （C C）两种气体的温度相同；）两种气体的温度相同； （D D）两种气体的压强相同。）两种气体的压强相同。 氢气氢气 氧气氧气 g32 g02. 2 mol M RT v 3 2 A 练习十二选择题练习十二选择题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 4 4 在一定速率在一定速率 附近麦克斯韦速率分布函数附近麦克斯韦速率分布函数 f(f( ) )的的 物理意义是：一定量的气体在给定温度下处于平衡态物理意义是：一定量的气体在给定温度下处于平衡态 时的时的 （ ） （A A）速率为）速率为 的分子数；的分子数； （B B）分子数随速率）分子数随速率 的变化；的变化； （C C）速率为）速率为 的分子数占总分子数的百分比；的分子数占总分子数的百分比； （D D）速率在）速率在 附近单位速率区间内的分子数占总分子附近单位速率区间内的分子数占总分子 数的百分比。数的百分比。 D Ndv dN vf)( 练习十二选择题练习十二选择题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 5 5 根据经典的能量按自由度均分原理，每个自由度根据经典的能量按自由度均分原理，每个自由度 的平均能量为的平均能量为 （ ） （A A）kT/4kT/4； （B B）kT/3kT/3； （C C）kT/2kT/2； （D D）3kT/23kT/2； （E E）kTkT。 练习二十选择题练习二十选择题 C 2 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 z T T 6 6 在恒定不变的压强下，理想气体分子的平均碰撞次数在恒定不变的压强下，理想气体分子的平均碰撞次数 与温度与温度T T的关系为的关系为 ( )( ) （C C）与）与 （D D）与）与T T成正比；成正比； （E E）与）与T T成反比。成反比。 （A A）与）与 T T 无关；无关； （B B）与）与 成正比；成正比； 成反比；成反比； C pd kT 2 2 v Z 练习十二选择题练习十二选择题 0 2 82 m kT kT pd Tkm pd 0 2 4 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 1 1质量为质量为M M，摩尔质量为，摩尔质量为MmolMmol，分子数密度为，分子数密度为n n的理的理 想气体，处于平衡态时，状态方程为想气体，处于平衡态时，状态方程为 _，状态方程的另一形式为，状态方程的另一形式为 _，其中，其中k k称为称为 _常数。常数。 RT M m pV mol nkTp 波尔兹曼波尔兹曼 练习十二填充题练习十二填充题 2 2分子热运动的基本特征是分子热运动的基本特征是_ _ 和和_。 分子的永恒运动，分子的永恒运动， 频繁的相互碰撞频繁的相互碰撞 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 3理想气体的微观模型可以简明表述为：理想气体的微观模型可以简明表述为：_， _，_。 自由自由 弹性弹性 质点质点 练习十二填充题练习十二填充题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 4 4两种不同种类的理想气体，其分子的平均平动动两种不同种类的理想气体，其分子的平均平动动 能相等，但分子数密度不同，则它们的温能相等，但分子数密度不同，则它们的温 度度 ，压强，压强 。 如果它们的温度、压强相同，但体积不同，则它们如果它们的温度、压强相同，但体积不同，则它们 的分子数密度的分子数密度 ，单位体积的气体质，单位体积的气体质 量量 ，单位体积的分子平动动，单位体积的分子平动动 能能 。（填“相同”或“不同”）。（填“相同”或“不同”）。 相同相同 不同不同 相同相同 不同不同 相同相同 kT k 2 3 k np 3 2 0 nmm k n nkTp 练习十二填充题练习十二填充题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 7 7单原子气体分子有单原子气体分子有 个自由度，刚性双原子个自由度，刚性双原子 气体分子有气体分子有 个自由度，刚性三原子气体分子个自由度，刚性三原子气体分子 有有 个自由度。个自由度。 练习十二填充题练习十二填充题 5 5能量均分定理的内容是能量均分定理的内容是 _ 气体分子任意自由度的平均动能都等于气体分子任意自由度的平均动能都等于 kT 2 1 3 5 6 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 k k 6 6宏观量温度宏观量温度T T与气体分子的平均平动动能与气体分子的平均平动动能 的关系为的关系为 是是 =_=_，因此，气体的温度，因此，气体的温度 kT 2 3 气体分子热运动平均平动动能气体分子热运动平均平动动能 的量度的量度 练习十二填充题练习十二填充题 3 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 8理想气体的温度为理想气体的温度为T，则每个分子的总平均动能，则每个分子的总平均动能 为为 ，1mol该理想气体的内能是该理想气体的内能是 _，质量为，质量为m（摩尔质量是（摩尔质量是M）的该理）的该理 想气体的内能是想气体的内能是_。 练习十二填充题练习十二填充题 kT i 2 T iR 2 T iR M m 2 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 9. )(f 练习十二填空题练习十二填空题 为麦克斯韦速率分布函数，其归一化条件的为麦克斯韦速率分布函数，其归一化条件的 数学表达式为数学表达式为 ， 其物理意义是其物理意义是 1d)( 0 f 0 速率在速率在 内的分子数占总分子数的比率为内的分子数占总分子数的比率为100%； 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 练习十二填空题练习十二填空题 10当氧气的温度为当氧气的温度为T时，（摩尔质量是时，（摩尔质量是M）氧分子的）氧分子的 最概然速率为最概然速率为_，氧分子的平均速率为，氧分子的平均速率为 _；氧分子的方均根速率为；氧分子的方均根速率为_。 M RT 40. 1 M RT 60. 1 M RT 73. 1 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 1 1有一水银气压计，当水银柱高度为有一水银气压计，当水银柱高度为0.76m0.76m时，管顶时，管顶 离水银柱液面为离水银柱液面为0.12m0.12m。管的截面积为。管的截面积为2.02.0 1010 4 4m2m2。 当有少量氦气混入水银管内顶部，水银柱高度下降为当有少量氦气混入水银管内顶部，水银柱高度下降为 0.60m0.60m。此时温度为。此时温度为2727，试计算有多少质量氦气在，试计算有多少质量氦气在 管顶？（氦气的摩尔质量为管顶？（氦气的摩尔质量为0.004kg/mol0.004kg/mol，0.76m0.76m水银水银 柱压强为柱压强为1.0131.013 10105Pa5Pa） 练习十二计算题练习十二计算题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 76 12 28 60 解：根据题意，管顶部氦气体积、解：根据题意，管顶部氦气体积、压强分别压强分别为为 453 (0.12 0.76 0.60) 2.0 105.6 10 (m )V 4 (0.760.60)mHg2.13 10 Pap He RT M m pV mol RT pVM m mol )27273(31. 8 004. 0106 . 51013. 2 54 练习十二计算题练习十二计算题1 )(1091. 1 6 kg 氦气的质量氦气的质量 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 2 2一瓶氢气和一瓶氧气温度相同。若氢气分子的平一瓶氢气和一瓶氧气温度相同。若氢气分子的平 均平动动能为均平动动能为 k 求：求： (1) (1) 氧气分子的平均平动动能和方均根速率；氧气分子的平均平动动能和方均根速率； (2) (2) 氧气的温度。氧气的温度。 ( (阿伏伽德罗常量阿伏伽德罗常量N NA A6.0226.022101023 23 mol mol- -1 1，玻尔兹，玻尔兹 曼常量曼常量k k1.381.381010- -23 23 JK JK- -1 1) ) = 6.21= 6.211010- -21 J21 J。 练习十二计算题练习十二计算题 4 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 解：解：(1) (1) 氧气分子的平均平动动能也为氧气分子的平均平动动能也为 = 6.2110 21 J。 3 2 k kT (2) (2) 氧气的温度为氧气的温度为 k k T 3 2 21 23 1021. 6 1038. 13 2 2 mol 3RT M 2 4.8 10 (/ )m s 氧气分子的方均根速率为氧气分子的方均根速率为 3 1032 30031. 83 )(300 K 练习十二计算题练习十二计算题2 注意注意! 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 3 3有一带有活塞的容器中盛有一定量的气体，如果压有一带有活塞的容器中盛有一定量的气体，如果压 缩气体并对它加热，使它的温度从缩气体并对它加热，使它的温度从2727升到升到177177、体、体 积减少一半，求：积减少一半，求： （1 1）气体压强变为原来的几倍？）气体压强变为原来的几倍？ （2 2）这时气体分子的平均平动动能变为原来的几倍？）这时气体分子的平均平动动能变为原来的几倍？ （3 3）分子的方均根速率变为原来的几倍？）分子的方均根速率变为原来的几倍？ 练习十二计算题练习十二计算题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 3 3解：（解：（1 1）根据理想气体状态方程）根据理想气体状态方程 （2 2）根据分子平均平动动能公式）根据分子平均平动动能公式 RT M m pV 2 1 1 2 1 2 V V T T p p 1 1 2 1 27273 177273 V V 3 5 . 1 1 2 1 2 T T k k 27273 177273 kT k 2 3 练习十二计算题练习十二计算题3 气体压强变为原来倍数为气体压强变为原来倍数为 气体分子的平均平动动能变为原来的倍数为气体分子的平均平动动能变为原来的倍数为 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 2 2 2 2 1 1 1.51.22 T T 2 mol 3RT M (3)(3)根据方均根速率公式根据方均根速率公式 练习十二计算题练习十二计算题3 分子的方均根速率变为原来倍数为分子的方均根速率变为原来倍数为 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 4 4有有 刚性双原子分子理想气体，其内能刚性双原子分子理想气体，其内能 为为 J J。 (1) (1) 试求气体的压强；试求气体的压强； (2) (2) 设分子总数为设分子总数为 个，求分子的平均平动个，求分子的平均平动 动能及气体的温度。动能及气体的温度。 练习十二计算题练习十二计算题 22 104 . 5 2 1075. 6 33 102m 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 2 1075. 6 2 RT i M m E mol 4 4解：（解：（1 1）因为）因为 又又因为因为内能内能 RT M m pV mol RT M m V P mol 1 2 3 1075. 6 5 2 102 1 E iV 21 )(1035. 1 5 Pa J 练习十二计算题练习十二计算题4 气体的压强为气体的压强为 5 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 k k T 3 2 分子的平均平动动能为分子的平均平动动能为 N E i kT k 1 3 2 3 （2 2）分子的平均动能和内能的关系为）分子的平均动能和内能的关系为 ENkT i 2 22 2 104 . 5 1075. 6 5 1 3 )(105 . 7 21 J )(362 K 练习十二计算题练习十二计算题4 21 23 105 . 7 1038. 13 2 气体的温度为气体的温度为 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 5. 一容器内贮有氮气，当温度为一容器内贮有氮气，当温度为27,压强为压强为 Pa时。求：时。求： (1) 在在 中有多少个分子；中有多少个分子； (2) 氮气的最概然速率氮气的最概然速率, 平均速率和方均根速率。平均速率和方均根速率。 练习十二计算题练习十二计算题 5 10013. 1 3 1m 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 nkTp kT p n 5解（解（1）由公式）由公式 （2）氮气的最概然速率）氮气的最概然速率 练习十二计算题练习十二计算题5 3001038. 1 10013. 1 23 5 )(1044. 2 325 m M RT p 40. 1 3 1028 30031. 8 40. 1 )/(1018. 4 2 sm 注意注意! 注意注意! 在在 中有分子中有分子 3 1m 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 M RT v73. 1 2 M RT v60. 1 方均根速率方均根速率 平均速率平均速率 练习十二计算题练习十二计算题5 3 1028 30031. 8 60. 1 )/(1077. 4 2 sm 3 1028 30031. 8 73. 1 )/(1015. 5 2 sm 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 练练 习习 十十 三三 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 )atm(p )m10( 33 V A B C o 123 1 2 3 1 1 如图所示为一定量的理想气体的如图所示为一定量的理想气体的p pV V图，由图可图，由图可 得出结论得出结论 ( )( ) （A A）ABCABC是等温过程；是等温过程； （B B）T TA A T TB B； （C C）T TA Ad d) )，测得中央，测得中央 零级明纹中心与第五级明纹中心的距离零级明纹中心与第五级明纹中心的距离 为为x x，则入射光的波长为，则入射光的波长为 D x d 练习十七填空题练习十七填空题 x D xd 5 x D d 0 2 -1 1 3 4 5 6 -2 -3 -4 -5 -6 5 x x 5 x x 入射光的波长入射光的波长 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 nm6007 7 用用 的单色光垂直照射牛顿环装置时，的单色光垂直照射牛顿环装置时， 第第4级暗纹对应的空气膜厚度为级暗纹对应的空气膜厚度为 um , 2 , 1 , 0, 22 2kkd 2 k d 1.2 练习十七填空题练习十七填空题 2 106004 9 )(2 . 1um 对应对应暗暗园环园环 当空气层厚度满足光程差当空气层厚度满足光程差 第第4 4级暗园环对应的级暗园环对应的空气层厚度空气层厚度 4k 27 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 8 8 在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹 角变大时，干涉条纹将向角变大时，干涉条纹将向 方向移动，方向移动， 相邻条纹间的距离将变相邻条纹间的距离将变 。 2 1 sinl 劈尖棱边劈尖棱边 小小 练习十七填空题练习十七填空题 l 劈尖的夹角变大劈尖的夹角变大 两相邻明纹的间距两相邻明纹的间距 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 9 9 在迈克尔逊干涉仪实验中，可移动反射镜在迈克尔逊干涉仪实验中，可移动反射镜M 移动移动0.620mm的过程中，观察到干涉条纹移动的过程中，观察到干涉条纹移动 了条了条2300条，则所用光的波长为条，则所用光的波长为 nm 539 22300 10620. 0 3 )(539 nm 练习十七填空题练习十七填空题 可移动反射镜可移动反射镜M移动移动 2 ，干涉条纹移动，干涉条纹移动1条条 S M 2 M 1 G 1 G 2 M 1 2 2 1 1 2 2300 10620. 0 3 距离距离 所用光的波长所用光的波长 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 a 10在缝宽为在缝宽为 的单缝夫琅禾费衍射中，波长为的单缝夫琅禾费衍射中，波长为 、衍射角、衍射角 方向的观察屏上的方向的观察屏上的P点出现暗纹的条点出现暗纹的条 件是：件是： 。 ,3,2,1sinkka 练习十七填空题练习十七填空题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 1 1在双缝干涉实验中，波长在双缝干涉实验中，波长 550 nm550 nm的的 单色平行光垂直入射到缝间距单色平行光垂直入射到缝间距d d2 21010- -4 m4 m的双的双 缝上，屏到双缝的距离缝上，屏到双缝的距离D D2 m2 m求：求： (1) (1) 相邻明纹的间距及中央明纹两侧的第相邻明纹的间距及中央明纹两侧的第5 5 级明纹中心的间距；级明纹中心的间距； (2) (2) 用一厚度为用一厚度为e e6.66.61010- -6 m6 m、折射率为、折射率为 n n1.581.58的玻璃片覆盖其中一缝后，零级明纹将的玻璃片覆盖其中一缝后，零级明纹将 移到原来的第几级明纹处？移到原来的第几级明纹处？(1 nm = 10(1 nm = 10- -9 m)9 m) 练习十七练习十七 计算题计算题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 解：解： (1)(1) d D x xx 52 55 55 x x 9 4 10550 102 2 )(5 . 5mm )(55 mm 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 练习十七练习十七 计算题计算题1 1 相邻明纹的间距相邻明纹的间距 中央明纹两侧的第中央明纹两侧的第5 5级明纹中心的间距级明纹中心的间距 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 零级明纹移到原第零级明纹移到原第7 7级明纹处级明纹处 或者或者 01)e-n()( 12 rr 1)e-(n k P o e 1 r 2 r 9 6 10550 106 . 6) 158. 1 ( 96. 6 d D 练习十七练习十七 计算题计算题1 1 (2)(2) 覆盖云玻璃后，零级明纹应满足覆盖云玻璃后，零级明纹应满足 nee)-( 12 rr k 12 rr 0 假设假设 有有 28 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 2 2折射率为折射率为1.521.52的照相机镜头的表面上涂有一层厚的照相机镜头的表面上涂有一层厚 度均匀的折射率为度均匀的折射率为1.381.38的的MgF2MgF2增透膜，如果此膜只适增透膜，如果此膜只适 用于波长为用于波长为550nm550nm的光，则此膜的最小厚度为多少？的光，则此膜的最小厚度为多少？ 练习十七练习十七 计算题计算题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 MgF2 玻璃玻璃 n2= 1.38 n1 =1.52 n0 = 1 则增透膜的最小厚度则增透膜的最小厚度( (对应对应k=0)k=0)： 2 min 2 2 n d 38. 14 10550 9 解：解： 要起到增透效果反射光的光程差应满足干涉相消 要起到增透效果反射光的光程差应满足干涉相消 （设（设MgF2MgF2的厚度为），即的厚度为），即 1 2 dn22 2 k 2 4n )(6 .99nm d 练习十七练习十七 计算题计算题2 2 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 3 3 放在空气中一劈尖的折射率为放在空气中一劈尖的折射率为1.41.4，劈尖的夹角，劈尖的夹角 为为1010- -4 4radrad，在某一单色光的垂直照射下，可测得两条，在某一单色光的垂直照射下，可测得两条 相邻明纹的间距为相邻明纹的间距为0.25cm0.25cm，试求：，试求： (1)(1)此单色光在空气中的波长；此单色光在空气中的波长； (2)(2)如果此劈尖长为如果此劈尖长为3.5cm3.5cm，总共可产生多少条明纹？，总共可产生多少条明纹？ 练习十七练习十七 计算题计算题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 (1) 反射光反射光1,2的光程差为：的光程差为： 解：解： 2 2 nd 则相邻明纹对应的劈尖厚度差为则相邻明纹对应的劈尖厚度差为 n ddd kk 2 1 sin2nl 42 101025. 04 . 12 1 2 )(700 nm n 练习十七练习十七 计算题计算题3 3 kndk 2 2 ) 1( 2 2 1 kndk下图中：下图中： sinld 由几何关系：由几何关系： 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 (2) (2) 劈尖的最大厚度为：劈尖的最大厚度为： sin max Ld max k 2 2 max max nd k 9 9 6 10700 2 10700 105 . 34 . 12 42 10105 . 3 )(105 . 3 6 m 2 2 maxmax nd 5 .14 1414条条 L max d n 练习十七练习十七 计算题计算题3 3 总共可产生总共可产生1414条明纹条明纹 k 14 25. 0 5 . 3 l L 或者：或者： 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 4 4 用波长为用波长为589.3nm589.3nm的光做牛顿环实验，测得某一的光做牛顿环实验，测得某一 明环半径为明环半径为1.0mm1.0mm，其外第四个明环的半径为，其外第四个明环的半径为3.0mm3.0mm， 求实验中所用的平凸透镜的凸面曲率半径。求实验中所用的平凸透镜的凸面曲率半径。 1 d 2 r R o 练习十七练习十七 计算题计算题 29 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 则平凸透镜的凸面曲率半径为：则平凸透镜的凸面曲率半径为： 4 22 4kk rr R 第第k k4 4级明环的半径为：级明环的半径为： 2 1 )4( 4 kRrk 牛顿环第牛顿环第k级明环的半径为：级明环的半径为： ) 2 1 ( kRrk k r 9 622 103 .5894 10)13( )(39. 3m 4k r 练习十七练习十七 计算题计算题4 4 解：解： 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 5 5在复色光照射下的单缝衍射图样中，其中某一未知在复色光照射下的单缝衍射图样中，其中某一未知 波长光的第波长光的第3 3级明纹极大位置恰与波长为级明纹极大位置恰与波长为 =600nm=600nm光光 的第的第2 2级明纹极大位置重合，求这种光波的波长。级明纹极大位置重合，求这种光波的波长。 练习十七练习十七 计算题计算题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 解解: : 2 3sin 3 a 7 5 2 2sin 2 a 600 7 5 )(6 .428nm 波长波长 的第的第3级明纹极大级明纹极大 波长波长 的第的第2级明纹极大级明纹极大 两个极大位置重合，则有两个极大位置重合，则有 23 2 2 2 3 练习十七练习十七 计算题计算题5 5 根据单缝衍射图样明纹极大条件根据单缝衍射图样明纹极大条件 所以所以 未知光波的波长未知光波的波长 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 练练 习习 十十 八八 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 1在光栅衍射实验中，若只改变光栅常数在光栅衍射实验中，若只改变光栅常数N，衍射，衍射 图样中改变的是：图样中改变的是： （ ） （A）干涉主最大的位置；）干涉主最大的位置； （B）单缝衍射亮纹内的谱线数；）单缝衍射亮纹内的谱线数； （C）光谱线的亮度和宽度；）光谱线的亮度和宽度； （D）光谱线的亮度和位置。）光谱线的亮度和位置。 练习十八选择题练习十八选择题 C kbasin)( 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 a r 2/r rr2 r4 2 2在半径为在半径为 的圆孔夫琅禾费衍射中，爱里斑的的圆孔夫琅禾费衍射中，爱里斑的 （A A） ； （B B） ； （C C） ； （D D） 半径为半径为 ，今将圆孔的半径减小一半，则爱里斑，今将圆孔的半径减小一半，则爱里斑 的线半径是：的线半径是： （ ） C 练习十八选择题练习十八选择题 f d R 22. 1爱里斑的半径爱里斑的半径: : 如圆孔的半径减小一半，如圆孔的半径减小一半， 则线半径增加一倍 则线半径增加一倍 30 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 3 3波长为波长为600nm600nm的单色光垂直入射到光栅常数的单色光垂直入射到光栅常数 的光栅上，光栅的刻痕与缝宽相等，则光谱上呈现的全的光栅上，光栅的刻痕与缝宽相等，则光谱上呈现的全 部级数为部级数为 ( )( ) （A A） （B B） （C C） （D D） 43210，310， 31 ，420， mm105 . 2 3 练习十八选择题练习十八选择题 kbasin)( 9 6 10600 105 . 2 缺级缺级 B 4, 3, 2, 1, 0 k a ba k k 22, 1 k ba k max 1 . 4 最大级数最大级数对应对应 1sin中中 由刻痕与缝宽相等，得到：由刻痕与缝宽相等，得到： 4, 2 k 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 4 4一衍射光栅对某波长的垂直入射光在屏幕上只能一衍射光栅对某波长的垂直入射光在屏幕上只能 出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的 主极大，应该主极大，应该 （ ） (A)(A)换一个光栅常数较大的光栅；换一个光栅常数较大的光栅； (B)(B)换一个光栅常数较小的光栅；换一个光栅常数较小的光栅； (C)(C)将光栅向靠近屏幕的方向移动；将光栅向靠近屏幕的方向移动； (D)(D)将光栅向远离屏幕的方向移动。将光栅向远离屏幕的方向移动。 A kbasin)( k )(ba 练习十八选择题练习十八选择题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 5 5一束光强为一束光强为 的自然光垂直穿过两个偏振片，且的自然光垂直穿过两个偏振片，且 两偏振片的振偏化方向成两偏振片的振偏化方向成 角，若不考虑偏振片的角，若不考虑偏振片的 反射和吸收，则穿过两个偏振片后的光强反射和吸收，则穿过两个偏振片后的光强I I为为 ( ) ( ) （A A） （B B） （C C） （D D） 0 I 45 0 4 2 I 0 4 1 I 0 2 1 I 0 2 2 I 0 I 0 2 1 I 02 0 45cos 2 1 I B 练习十八选择题练习十八选择题 0 45 0 4 1 I 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 6 6、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射时没有、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射时没有 光线通过。当其中一振偏片慢慢转动光线通过。当其中一振偏片慢慢转动 时透射光强度时透射光强度 发生的变化为发生的变化为 ( )( ) (A)(A) 光强单调增加；光强单调增加； (B) (B) 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零；光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零； (C) (C) 光强先增加，后又减小至零；光强先增加，后又减小至零； (D) (D) 光强先增加，后减小，再增加。光强先增加，后减小，再增加。 0 180 C 练习十八选择题练习十八选择题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 3 2/3/4/6/ 7 7自然光从空气射到折射率为自然光从空气射到折射率为 的玻璃上，反射光的玻璃上，反射光 ；（；（B B） ；（；（C C） ；（；（D D） （A A） 为线偏振光时的入射角为：为线偏振光时的入射角为： （ ） B 练习十八选择题练习十八选择题 空气空气玻璃的玻璃的布儒斯特角布儒斯特角 1 2 arctan n n iB 00.1 3 arctan 0 60 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 60 2/14/18/116/1 8 8自然光入射到透振方向相交成自然光入射到透振方向相交成 偏振片偏振片的第一块上，最后通过第二块偏振片的透射光的第一块上，最后通过第二块偏振片的透射光 强度与入射光强之比是：强度与入射光强之比是： （ ） ； （B B） ； （C C） ； （D D） （A A） 角的两块理想角的两块理想 练习十八选择题练习十八选择题 C 0 60 0 I 1 I 2 I 01 2 1 II 自然光通过第一块偏振片后自然光通过第一块偏振片后 再通过第二块偏振片后再通过第二块偏振片后 02 12 60cosII 1 4 1 I 31 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 r 1 1 爱里斑是指：爱里斑是指： ，圆孔半径为，圆孔半径为 的衍射图样爱里斑的角半径的衍射图样爱里斑的角半径 = 。 练习十八填空题练习十八填空题 圆孔夫琅禾费衍射中第一暗环圆孔夫琅禾费衍射中第一暗环 )61. 0arcsin( r 波长为波长为 所围的中央光斑，所围的中央光斑， 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 1 1、用白光（、用白光（400400- -760nm760nm）垂直照射光栅常数为）垂直照射光栅常数为 填空题（补充）填空题（补充） cm 4 102 的光栅，则第的光栅，则第1 1级光谱对透镜中心级光谱对透镜中心 的张角为的张角为 。 nm R 760 nm P 400 R P ba P P arcsin 24 9 10102 10400 arcsin 0 53.11 ba R R arcsin 0 37.22 0 84.10 sin)(ba PR 第第1级紫光对透镜中心的张角级紫光对透镜中心的张角 第第1级红光对透镜中心的张角级红光对透镜中心的张角 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 练习十八填空题练习十八填空题 2 2根据瑞利判据，人眼和光学仪器刚能分辨的根据瑞利判据，人眼和光学仪器刚能分辨的 两等强度非相干点光源的条件是：两等强度非相干点光源的条件是： 一个点光源的衍射一个点光源的衍射 图样的中央最亮处刚好与另一个点光源的衍射图样的图样的中央最亮处刚好与另一个点光源的衍射图样的 第一个最暗处相重合。第一个最暗处相重合。 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 3光栅衍射中，在光栅衍射中，在 方向，这些方向，这些 既满足光栅方程的主极大条件，既满足光栅方程的主极大条件， 的某些的某些 又满足单缝衍射暗纹条件又满足单缝衍射暗纹条件 主极大将消失的现象，称缺级。主极大将消失的现象，称缺级。 练习十八填空题练习十八填空题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 4 4某单色光垂直入射到一个每毫米有某单色光垂直入射到一个每毫米有800800 条刻线的条刻线的 光栅上光栅上，如果第一级谱线的衍射角为如果第一级谱线的衍射角为3030，则入射光则入射光 的波长应为的波长应为 _ 625nm 0 3 30sin 800 101 练习十八填空题练习十八填空题 )(625 nm kbasin)(当当 满足满足 对应屏上出现亮谱线对应屏上出现亮谱线 0 30 时1k 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 I d * * 0 R 3 9 105 . 0 1055022. 1 tan 2 . 1 1 5 5 迎面驶来的汽车两盏前灯相距迎面驶来的汽车两盏前灯相距1.2m1.2m，则当汽车距，则当汽车距 离为离为_时，人眼睛才能分辨这两盏前灯。假设时，人眼睛才能分辨这两盏前灯。假设 人的眼瞳直径为人的眼瞳直径为0.5mm0.5mm，而入射光波长为，而入射光波长为550.0nm550.0nm。 894m S R l S tan )(894 m S l R tan l d R 22. 1 1 练习十八填空题练习十八填空题 32 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 7光的偏振态有：光的偏振态有： ， ， ， 和和 。 线偏振光线偏振光 自然光自然光 部分偏振光部分偏振光 圆偏振光圆偏振光 椭圆偏振光椭圆偏振光 练习十八填充题练习十八填充题 6 6光的偏振性质进一步揭示了光是光的偏振性质进一步揭示了光是_ 的性质。的性质。 横波横波 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 1 I I 8入射强度为入射强度为 ，振动方向与检偏器透振方向，振动方向与检偏器透振方向 的线偏振光，经检偏器后的透射光强的线偏振光，经检偏器后的透射光强 = ，这种规律称，这种规律称 。 夹角为夹角为 2 1cos I 马吕斯定律马吕斯定律 练习十八填充题练习十八填充题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 若射出的光线若射出的光线 ，则入射光为，则入射光为 光强变化但无消光现象光强变化但无消光现象 光强变化且有消光现象光强变化且有消光现象 1010检验自然光、线偏振光和部分偏振光时，使被检检验自然光、线偏振光和部分偏振光时，使被检 验光入射到偏振片上，然后旋转偏振片。若从振偏片验光入射到偏振片上，然后旋转偏振片。若从振偏片 射出的光线射出的光线_，则入射光为自然光；，则入射光为自然光； 光强不变光强不变 部分偏振光；若射出的光线部分偏振光；若射出的光线 则则 入射光为完全偏振光。入射光为完全偏振光。 练习十八填充题练习十八填充题 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 1 用可见光（用可见光（400nm至至760nm）照射光栅常