物理课后习题解答

假定8.6个粒子的速度分布函数如下(1)创建速度分布曲线。(2)按常数；(3)查找粒子的平均速度。解决方案：(1)(2)由规格化条件(3)粒子的平均速度8.9容积容器中储存的气体的压力。试试这种气体分子最常见的速度、平均速度和平方平均根速度。解决方案：是8.14温度为时，氧有多少转换动能？旋转动能是多少？解法：气体的转换动能为气体的旋转动能8.15室温下氢的内部能量是多少？氮的内部能量是多少？解决方案：氢的内部能量氮的内部能量7.7定质量气体从外部世界吸收热量，保持在压力下，体积在膨胀中，问气体对外部世界做了多少工作？能增加多少？解决方案：在等压条件下，气体在外部工作气体的内部能量可以增加如下：7.8质量的氦在加热过程中温度上升到(1)，体积保持不变。(2)压力不变。(3)没有与外部世界的热交换。分别计算各过程中气体吸收的热量、内部能量的变化、对外做的事情。解法：如果已知氦的摩尔质量，氦的摩尔就可以在其中改变(1)体积不变的时候，以及(2)压力保持不变的时候(3)没有与外部世界的热交换。7.12单原子以上气体在压缩过程中在外界作用。当温度升高时，试验气体吸收的热量和内部能量的增加。在这个过程中气体的摩尔热容量是多少？解决方案：增加内部能量因为吸热流程的摩尔热容量为利用7.16工程方程，直接证明绝对热线与等温线相交点处绝对热线斜率的绝对值大于等温线斜率的绝对值。解决方案：在隔热过程中，等温过程，因此，所以7.17问题7.17绝对热线，等温线。已知系统从散热，其区域是基于系统的吸热还是散热？热量是多少？解决方案：在整个生命周期中，还在所以在这个过程中吸收热量标题图7.17标题图7.227.22问题如图7.22所示，单原子以上气体经历的循环过程是等温线，假设循环效率。的等体过程中气体吸热等温过程中的气体吸热大气压力过程中气体的释放在整个周期中我知道7.26卡诺热机在(1)高温热源的温度提高的情况下，在和的两个热源之间工作。(2)降低低温热源温度的理论上，热机的效率有多高？解决方案：卡诺热机运转的效率(1)提高高温热源的温度，其效率为效率提高(2)降低低温热源的温度，其效率是效率提高6.3如果物体沿轴共振，则振幅为周期，坐标为，负轴移动，则计算物体在负方向移动时的速度和加速度以及从这个位置返回平衡位置所需的最小时间。解决方案；我知道设定振动方程式，如下所示速度如下加速度是，正如旋转矢量法所表明的，振动最初是，所以瞬间，震动器在位置上，在与旋转矢量图相对应的负轴方向上运动所以将弹簧振子返回平衡位置的瞬间对应于旋转矢量图因此，从上述位置返回平衡位置所需的时间如下6.6扬声器膜片具有共振、频率、最大位移如下：(1)角频率；(2)最大速度；(3)最大加速度。解法：隔膜的振动方程式如下(1)(2)(3)有6.14质量的物体进行简单共振，其振幅为，周期为。当时的位移是。(1)查找时物体所在的位置；(2)物体受到的力的大小和方向；(3)从开始位置运动所需的最短时间；(4)中物体的速度、动能、势能和总能量。解决方案：已知、这时，这个共振的初始阶段是。因此，共振的振动方程如下(1)当时物体所在的位置(2)可以通过运动方程得到所以物体所受的合力大小方向是负轴方向，指向平衡位置。(3)如果通过旋转矢量方法知道，则拓扑为因此，移动到开始位置运动所需的最短时间如下(4)中，物体的速度物体的动能因为物体所具有的动能是总机械能物体的势能在这里6.16如果物体悬在弹簧的下端共鸣，那么当物体位移振幅的一半时，这个振动系统的动能占总能量的哪个部分？势能占哪个部分？位移有多大，动能和势能各占总能量的一半？解决方案：当物体的位移等于振幅的一半时，系统的势能动能占总能量的部分动能当势能占总能量的一半位移大小现在为据悉，12.8一维平面简单谐波周期、振幅、波长、沿轴正向传播。请尝试使用此一维平面简单谐波的波函数(如果设置，则粒子位于正的最大位移)。解决方案：其中，粒子正好位于正最大位移，振动的初始阶段为0，振动方程为例如，如果坐标、点拓扑落后于原点，则拓扑差为，振动表达式为点是可选点，因此波函数如下12.10波源的振动方程如下：也就是说，波以的速度继续沿着线传播。(1)来自波源的一点振动方程；(2)该点和波源的相位差。解决方案：(1)粒子的相位落后于波源，相位差因此，粒子的振动方程式如下(2)相位差12.12 1剪切波沿绳子传播时的波函数以米，秒为单位。(1)寻找二次波的波长和波速。(2)寻找的粒子，诗的相位，那是粒子在原点的什么时候的相位？解决方案：(1)与波函数的标准形式相对应，其条目为：而且，我知道了，邮报(2)粒子的相位原点在瞬间是的，有也就是说，具有原点的拓朴与所需拓朴相同。12.14平面简单谐波，沿轴正向传播，波速度为，已知位于坐标原点的波源的振动曲线如图12.14(a)所示。(1)用这个波的波函数。(2)描绘瞬间的波形。解法：波速，如图所示，周期，波长如图所示，在原点处，波源位于正最大位移，因此波源初始阶段，振动方程为所以波函数(2)波函数可代替的波形曲线方程如下：波形曲线如图12.14(b)所示。图12.14(a)图12.14(b)据了解，平面简单谐波沿轴正向扩散，周期为振幅，如图12.16所示。此时波源振动的位移是正的最大值。也就是说，如果使用波源作为坐标原点(1)，则在具有波源的粒子的振动方程中，沿波传播方向：(2)当时粒子的振动速度。解决方案：(1)波源达到正最大位移，因此初始阶段为0，振动方程为中的粒子其相位落后于波源、相位差、此粒子振动方程(2)与上述过程一样，粒子的振动方程如下粒子的速度当时的速度12.20是远离同一介质的两个相同振幅、相同相位的一致波源，如图所示。寻找：(1)两波源发出的波引起的两种振动的相位差；(2)点的耦合振动的幅度。解决方案：(1)将2波源中的拓扑显示为。波源在点上引起振动，其相位落后于点，相位差为，此振动的相位为同样，波源在点上引起振动，相位如下两种振动的相位差(2)两个振动反转，因此点耦合振动振幅等于0。如图12.22所示，两点是同一介质中的两个一致的平面波源，其振幅均为，频率为。但是，当点是波峰时，波谷，在介质中设置的波速度记录传输中的两个热波向点传播时的干扰结果。解法：将两个波来源到点的距离分别设定为和，如图所示。两波的波长两个波在该点刺激的两个振动的相位差为：因此，两波消除了点上的干扰。13.6汞弧灯发出的光通过一个绿色过滤器后照射到分开的双接缝上，在双接缝处屏幕上出现干涉条纹。测量两个相邻的明模式中心距离，计算入射光的波长。解决方案：双狭缝干涉产生的条纹间距公式为在13.10双狭缝实验中，如果用折射率的薄云母复盖一个接缝，屏幕上的第7个亮条纹将移动到原来的0级亮条纹的位置。如果入射光有波长，那么二次云母片的厚度是多少？解决方案：将云母碎片的厚度设置为，没有云母的情况下，如果屏幕上有0级明亮条纹，那么到达点的视觉效果差异为加上云母薄膜后，到达树枝的两个光束的景象，差异是所以有13.11等厚干涉允许测量较小的角度。如图所示，折射率的分割尖端测量在一个色光的垂直照射下相邻的两个明暗条纹间距，已知单色光在空气中的波长查找分割尖端角度。解决方案：可以通过分割提示干涉相邻条带间距公式使用从13.13图中可以看出，用紫红色光观察牛顿环，寻找1级暗环的半径、1级暗环的半径、平面凸透镜的曲率半径、紫色光的波长和级数。解决方案：牛顿环暗环半径为(1)(2)通过样式(1)、(2)13.15平面单色的光波垂直照射到厚度均匀的薄油膜上，油膜复盖玻璃板，使用的光的波长可以连续变化，并且观察这两种波长的光从反射中消失。油的折射率为，玻璃的折射率为，并测试油膜的厚度。解决方案：油膜顶部和底部表面反射的反射都有半波损失，因此，暗格条件如下(1)(2)由样式(1)和(2)解决当13.16白光垂直照射到空气中厚度为的玻璃片上时，玻璃片的折射率为。在可见光范围内()，哪些波长的光在反射中增强？哪种波长的光在透射中增强？解法：反射增强条件如下也就是说当时还为可见光的波长而拯救透射光的强化条件是反射减弱的条件，即由此可以得到当时，当时，波长为13.18的远场光垂直入射到一幅单线。如果光线聚焦在屏幕上，那么从衍射图案的中心到下一点的距离是多少呢？(1)第一层很小，(2)第一层是浅条纹的大部分，(3)第三层很小。解法：(1)单缝衍射莫尔公式从中心到第一层的最小位置的距离(2)通过transit公式从中心到第一级的最大距离为(3)同样，如果所以从中心到第三阶段的非常小的点的距离13.20在单个接缝、宽度、接缝后放入焦距为一的凸透镜，以波长的平行绿光垂直照射单个接缝，寻找位于镜头焦平面上的屏幕中央的亮条纹的宽度。如果把这个装置浸入水中，中央明亮的条纹宽度会发生什么变化呢？解决方案：中间带图案的宽度由公式确定，相邻中间带图案两侧的深色图案()的位置中间名门的宽度是水中有光的波长，装置浸入水中时()邮报在13.21单狭缝fraunhofer衍射实验中，计算出的具有波长的单色光三极亮条纹与单色光的二次亮条纹完全一致的数值。解决方案：根据问题的含义而且联立解决方案为了测量13.25单个光栅的晶格常数，用具有波长的he-ne激光器的激光垂直照射光栅，用光栅的衍射光谱实验问，已知主亮条纹出现的方向，该光栅的晶格常数是多少，该光栅的1厘米内有多少个接缝？会出现第二条亮条纹吗？怎么了？解决方案：光栅常量包括每厘米接缝数为当时，是的因此，第二条亮条纹出现在无限处，而不出现在接收屏幕上。13.26波长的单色光垂直入射到一个光栅，2级和3级光谱线分别出现在衍射角度满足的下方方向，即4级的空缺级别：(1)晶格常数是多少？(2)晶格的狭缝宽度是多少？(3)屏幕上可能出现的所有谱线的系列？解决方案：(1)根据晶格方程根据空缺公式，4级不够的时候，也就是说当时4级不够，满意了问题，用空缺公式代替了它，得到了它当时缺少的光谱系列为2，4，据了解，2级没有缺额，不符合问题的目的，所以被抛弃了。当时4级不够，满意了问题，用空缺公式代替了它，得到了它因此，符合主题条件的狭缝宽度有两种。或者(3)根据晶格方程因此，屏幕上出现的最大系列线为9。光谱空缺系列为4，8，12，屏幕上所有谱线的系列0，1，2，3，5，6，7，913.28自然光和线偏振光的混合光，