大学物理期末课本复习题答案.doc

6-4半径为R的一段圆弧，圆心角为60，一半均匀带正电，另一半均匀带负电，其电线密度分别为+和-，求圆心处的场强ExxERdsEyOy解答在带正电的圆弧上取一弧元ds = Rd，电荷元为dq = ds，在O点产生的场强大小为，场强的分量为dEx = dEcos，dEy = dEsindsExxEREyOy对于带负电的圆弧，同样可得在O点的场强的两个分量由于弧形是对称的，x方向的合场强为零，总场强沿着y轴正方向，大小为6-8（1）点电荷q位于一个边长为a的立方体中心，试求在该点电荷电场中穿过立方体一面的电通量是多少？（2）如果将该场源点电荷移到立方体的的一个角上，这时通过立方体各面的电通量是多少？解答点电荷产生的电通量为e = q/0（1）当点电荷放在中心时，电通量要穿过6个面，通过每一面的电通量为1 = e/6 = q/60（2）当点电荷放在一个顶角时，电通量要穿过8个卦限，立方体的3个面在一个卦限中，通过每个面的电通量为1 = e/24 = q/240；立方体的另外3个面的法向与电力线垂直，通过每个面的电通量为零6-10 两无限长同轴圆柱面，半径分别为R1和R2(R1 R2)，带有等量异号电荷，单位长度的电量为和-，求（1）r R1；（2） R1 r R2处各点的场强解答由于电荷分布具有轴对称性，所以电场分布也具有轴对称性（1）在内圆柱面内做一同轴圆柱形高斯面，由于高斯内没有电荷，所以E = 0，（r R1）（2）在两个圆柱之间做一长度为l，半径为r的同轴圆柱形高斯面，高斯面内包含的电荷为 q = l，穿过高斯面的电通量为，根据高斯定理e = q/0，所以， (R1 r R2）6-11一半径为R的均匀带电球体内的电荷体密度为，若在球内挖去一块半径为R 1，所以k2 k1，又因为两暗纹中间没有其他波长的光消失，因此k2 = k1 1光程差方程化为两个2nd/1 = k1 + 1/2，2nd/2 = k2 + 1/2，左式减右式得2nd/1 - 2nd/2 = 1，解得= 535.8(nm)书上油膜的折射率为1.339-34波长为600 nm的单色光垂直入射在一光栅上，第二、第三级主极大明纹分别出现在sin = 0.2及sin = 0.3处，第四级缺级，求：（1）光栅常数；（2）光栅上狭缝的宽度；（3）屏上一共能观察到多少根主极大明纹？解答（1）（2）根据光栅方程得(a + b)sin2 = 2；由缺级条件得(a + b)/a = k/k，其中k = 1，k = 4解缺级条件得b = 3a，代入光栅方程得狭缝的宽度为a = /2sin2 = 1500(nm)刻痕的宽度为b = 3a = 4500(nm)，光栅常数为a + b = 6000(nm)（3）在光栅方程中(a + b)sin = k，令sin =1，得k =(a + b)/ = 10由于 = 90的条纹是观察不到的，所以明条纹的最高级数为9又由于缺了4和8级明条纹，所以在屏上能够观察到27+1 = 15条明纹9-38两偏振片组装成起偏和检偏器，当两偏振片的偏振化方向夹角成30时观察一普通光源，夹角成60时观察另一普通光源，两次观察所得的光强相等，求两光源光强之比解答第一个普通光源的光强用I1表示，通过第一个偏振片之后，光强为1I0 = I1/23当偏振光通过第二个偏振片后，根据马吕斯定律，光强为I = I0cos21 = I1cos21/2 同理，对于第二个普通光源可得光强为I = I2cos22/22 因此光源的光强之比 I2/I1 = cos21/cos22 = cos230/cos260 = 1/39-44水的折射率为1.33，玻璃的折射率为1.50，当光由水射向玻璃时，起偏角为多少？若光由玻璃射向水时，起偏角又是多少？这两个角度数值上的关系如何？解答当光由水射向玻璃时，水的折射率为n1，玻璃的折射率为n2，根据布儒斯特定律tani0 = n2/n1 = 1.1278，得起偏角为i0 = 48.44当光由玻璃射向水时，玻璃的折射率为n1，水的折