大学物理(上)典型题

1、（一）力学（一）力学 共共 10 题题（二）热学（二）热学 共共 7 题题（三）振动与波动（三）振动与波动 共共 5 题题（四）光学（四）光学 共共 8 题题大学物理（上）各章典型题大学物理（上）各章典型题1.一根不可伸长的轻绳跨过固定在一根不可伸长的轻绳跨过固定在O点的水平光滑细杆，点的水平光滑细杆，两端各系一个小球。两端各系一个小球。a球放在地面上，球放在地面上，b球被拉到水平位球被拉到水平位置，且绳刚好伸直。从这时开始将置，且绳刚好伸直。从这时开始将b球自静止释放。设球自静止释放。设两球质量相同。两球质量相同。求：求：(1) b球下摆到与竖直线成球下摆到与竖直线成 角时的角时的 v ;

2、(2) = ? a 球刚好离开地面。球刚好离开地面。(1)分析分析b运动运动a球离开地面前球离开地面前b做半径为做半径为 lb 的竖直圆周运动。的竖直圆周运动。解：解：aObbl分析分析b受力受力, ,选自然坐标系选自然坐标系当当b 球下摆到与竖直线成球下摆到与竖直线成 角时角时 200)d(sin)d(sindbsvlgsgvv(3) cos2 glvb 由由(2) 式得式得svvtssvtvgddddddddsin aObblTgm (2) ddsin(1) costvmmgFlvmmgTFtbn 2 ds=lbd =-lbd 分析分析a运动运动当当 T = mg 时，时，a 球刚好离地球

3、刚好离地 bbbnlglmlvmmgmgFcos2cos2 式式、1 1由由331cos1 aObblTgm TgmamgNT coscosggg2 (2) a 球刚好离开地面。球刚好离开地面。? 2. 在刹车时卡车有一恒定的减速度在刹车时卡车有一恒定的减速度 a=7.0m/s2。刹车一。刹车一开始，原来停在上面的一个箱子就开始滑动，它在卡车开始，原来停在上面的一个箱子就开始滑动，它在卡车车厢上滑动了车厢上滑动了 l=2m 后撞上了卡车的前帮。问此箱子撞后撞上了卡车的前帮。问此箱子撞上前帮时相对卡车的速率为多大？设箱子与车厢地板之上前帮时相对卡车的速率为多大？设箱子与车厢地板之间的滑动摩擦系数

4、间的滑动摩擦系数 k=0.50。mafF 0gamfFak 0 m/s9222.lgaalvk 解：解：以车厢为参考系，箱子在水平以车厢为参考系，箱子在水平方向受摩擦力方向受摩擦力 f= kmg 和惯性力和惯性力 F0=ma，由牛二定律，对箱子有，由牛二定律，对箱子有laaF0f则箱子则箱子对车厢的加速度为对车厢的加速度为箱子碰帮时相对卡车的速率为箱子碰帮时相对卡车的速率为3. 一质量一质量 m = 0.14kg 的垒球沿水平方向以的垒球沿水平方向以 v1= 50m/s 的速率投来，经棒打击后，沿仰角的速率投来，经棒打击后，沿仰角 = 45 的方向向回的方向向回飞出，速率变为飞出，速率变为 v

5、2= 80m/s。求棒给球的冲量的大小与。求棒给球的冲量的大小与方向。若球与棒接触的时间为方向。若球与棒接触的时间为 t = 0.02s，求棒对球的，求棒对球的平均冲力大小。它是垒球本身重量的几倍？平均冲力大小。它是垒球本身重量的几倍？12vmvmI cos2212221vvvvm sN. 916 cossinarctan180212mvmvmv 2152 解：解：如图，设垒球飞来方向为如图，设垒球飞来方向为 x 轴轴方向。棒对球的冲量大小为方向。棒对球的冲量大小为方向：与方向：与x轴夹角轴夹角I2vm1vm xN.845020916 tIF倍倍6168 . 914. 0845 mgF棒对球的

6、平均冲力棒对球的平均冲力此力为垒球本身重量的此力为垒球本身重量的4. 一人造地球卫星绕地球作椭圆运动一人造地球卫星绕地球作椭圆运动, A、B 分别为分别为近地点和远地点近地点和远地点, A、B 距地心的距离分别为距地心的距离分别为r1、r2 。 设卫星的质量为设卫星的质量为 m ，地球的质量为，地球的质量为M ，万有引力常，万有引力常量为量为 G ，则卫星在，则卫星在A 、B 两点处的万有引力势能的两点处的万有引力势能的差为多少？卫星在差为多少？卫星在A 、B 两点处的动能差为多少？两点处的动能差为多少？解解: 取无穷远为势能零点，取无穷远为势能零点， 由万有引力势能公式由万有引力势能公式,

7、得：得： ABr1r2地心地心)(AB12rMmGrMmGEEpp 2112rrrrGMm 由卫星在由卫星在A 、B 两点处的机械能守恒两点处的机械能守恒, 得：得：)(ABABppkkEEEE 2112rrrrGMm 5. 弹簧弹簧(倔强系数为倔强系数为k)一端固定在一端固定在a点点, 另一端连一质量另一端连一质量为为m的物体的物体,靠在光滑的圆柱体表面靠在光滑的圆柱体表面(半径半径 R ), 弹簧原长弹簧原长ab, 在沿半圆切向外力在沿半圆切向外力F 作用下缓慢地沿表面从作用下缓慢地沿表面从b到到c; 用功能原理求外力用功能原理求外力 F 做的功。做的功。解解: 以以m、弹簧、地球为研究对

8、象、弹簧、地球为研究对象0212 )(cbcksmghEEAF2c2c21sin kRmgR 弹性势能零点弹性势能零点, , 重力势能零点均重力势能零点均选在选在b b处。处。根据功能原理根据功能原理: :cmab FfNgm6. 求均匀薄圆盘对于中心垂直轴的转动惯量。求均匀薄圆盘对于中心垂直轴的转动惯量。解解:取面积元取面积元dS, 其质元的质量为其质元的质量为dmrrSddd Smdd SrJd 22200321mRrrR ddoo rdrdSd 则质元质元dm对对oo轴的转动惯量为轴的转动惯量为mrJdd2 解解：22222:amTgmm )(22221111222121RRRR2211

9、RaRa 7.如图，两圆轮的半径分别为如图，两圆轮的半径分别为R1和和R2，质量分别为，质量分别为M1和和M2，皆可视为均匀圆柱体且同轴固结在一起，二盘，皆可视为均匀圆柱体且同轴固结在一起，二盘边缘绕有细绳，绳子下端挂两个质量分别为边缘绕有细绳，绳子下端挂两个质量分别为m1和和m2的的物体，求物体，求在重力作用下，在重力作用下，m2下落时轮下落时轮的角加速度的角加速度 1m2m1T2T对整个轮，由转动定律对整个轮，由转动定律由运动学关系由运动学关系联立解得联立解得 22222111112222RmMRmMgRmRm 11111:amgmTm 8. 如图，唱机的转盘绕着通过盘心的固定竖直轴转动，

10、如图，唱机的转盘绕着通过盘心的固定竖直轴转动，唱片放上去后将受到转盘摩擦力作用而随转盘转动。唱片放上去后将受到转盘摩擦力作用而随转盘转动。设唱片可看成是半径为设唱片可看成是半径为 R 的均匀圆盘，质量为的均匀圆盘，质量为 m ，唱，唱片与转盘之间的滑动摩擦系数为片与转盘之间的滑动摩擦系数为 k 。转盘原来以角速。转盘原来以角速度度 匀速转动，唱片刚放上去时它受到的摩擦力矩是匀速转动，唱片刚放上去时它受到的摩擦力矩是多大？唱片达到角速度多大？唱片达到角速度 需要多长时间？在这段时间需要多长时间？在这段时间内转盘保持角速度内转盘保持角速度 不变，驱动力矩共做了多少功？不变，驱动力矩共做了多少功？唱

11、片获得了多大动能？唱片获得了多大动能？rrSddd 2Rr/mrmddd 解解:唱片上一面元面积为唱片上一面元面积为质元的质量：质元的质量：此面元受转盘摩擦力矩：此面元受转盘摩擦力矩：Md ,rdrdSd fd22RrrmgmgrfrMkkddddd mgRrrRmgMMkRk3202202 dddgRmRMtk43212 2221mRtMMA 2222241212121mRmRJEk 各质元所受力矩方向相同，整个唱片所受摩擦力矩各质元所受力矩方向相同，整个唱片所受摩擦力矩唱片在此力矩作用下做匀加速转动，唱片在此力矩作用下做匀加速转动，角速度从角速度从 0 增加到增加到 需要时间需要时间:驱动

12、力矩做功驱动力矩做功唱片获得动能唱片获得动能Md ,rdrdSd fd.OM A.LL439. 如图，均匀杆长如图，均匀杆长 L=0.40m，质量，质量M=1.0kg，由其上，由其上端的光滑水平轴吊起而静止。今有一质量端的光滑水平轴吊起而静止。今有一质量 m=8.0g 的的子弹以子弹以 v=200m/s 的速率水平射入杆中而不复出。射的速率水平射入杆中而不复出。射入点在轴下入点在轴下 d=3L/4处。处。(1)求子弹停在杆中时杆的角求子弹停在杆中时杆的角速度；速度；(2)求杆的最大偏转角。求杆的最大偏转角。LmMLLmv 22433143 mLMLmv1693143rad/s898. 解解：(

13、1)由子弹和杆系统对悬点由子弹和杆系统对悬点O的角动量守恒的角动量守恒0vmo LmgLMgmLMLcos 14321693121222 gmMLmM231693112arccos1894 (2)对杆、子弹和地球，由机械能守恒得对杆、子弹和地球，由机械能守恒得由此得由此得10. 一质量为一质量为M ，长度为，长度为 l 的均匀细杆，放在光滑的的均匀细杆，放在光滑的水平桌面上，可绕通过其中点水平桌面上，可绕通过其中点 O 的光滑固定竖直轴转的光滑固定竖直轴转动，开始时静止。一质量为动，开始时静止。一质量为 m 的（的（m M）子弹以速）子弹以速度度 v0 垂直击中杆的一端，撞击后从杆的一端打下质

14、量垂直击中杆的一端，撞击后从杆的一端打下质量也为也为m 的一段（可视为质点），与子弹结合在一起以的一段（可视为质点），与子弹结合在一起以 v0/ 8 的速度沿垂直于杆的方向飞出，如图。求的速度沿垂直于杆的方向飞出，如图。求(1)撞击撞击后瞬间杆转动的角速度后瞬间杆转动的角速度(2)撞击过程中的机械能损失。撞击过程中的机械能损失。v08v0OlmMmv)(3290 解解:(1)由角动量守恒由角动量守恒 Jlvmlmv82212100)(2241121mlMlJ23121lmM)(2)损失的机械能损失的机械能)(2202021822121 JvmmvEk 222022202034813241641

15、21lmMvmlmMmvmv)()()(mMmmv31627323121201. 2g氢气与氢气与2g氦气分别装在两个容积相同的封闭容氦气分别装在两个容积相同的封闭容器内，温度也相同。器内，温度也相同。(氢气视为刚性双原子分子氢气视为刚性双原子分子)。求求：(1)氢分子与氦分子的平均平动动能之比；氢分子与氦分子的平均平动动能之比；(2)氢氢气与氦气压强之比；气与氦气压强之比；(3)氢气与氦气内能之比。氢气与氦气内能之比。 解：解：(1)kTt23 1/HeH2 tt (2)tnp 32 24222 mol/gg:mol/gg/:/Hemol,HeHmol,H22MMMM2/HeH2 pp(3)

16、RTMMiEmol2 22 VMMVMMnnHemol,HeHmol,HHeH/:/22Hemol,HeHeHmol,HHHeH/22MMiMMiEE22 310235 v02v0 a0vf(v)(1) 速率分布曲线如右图所示：速率分布曲线如右图所示：解：解：032va 1 vvfd0由归一化条件：由归一化条件： 10000220 vvfvvfvvfvvvvddd 12200200 vvavva10000200 vvvvavvvadd1001002100 avavS另法：另法： 由图可有面积由图可有面积S032va (3)求粒子的平均速率。求粒子的平均速率。2. N个粒子个粒子, ,其速率分布

17、函数为其速率分布函数为(1)作速率分布曲线并求常数作速率分布曲线并求常数a； (2)分别求速率大于分别求速率大于v0 和小于和小于 v0的粒子数；的粒子数； )()()( vv20vfv2vvavfvv0vvavf00000 (2)大于大于v0 的粒子数：的粒子数： vvfNNvvd0021 002dvvvaNNvvNNav3232000 v02v0a0vf(v) (3)平均速率：平均速率： vvfvvd0 0dd00020 vvfvvvfvvvvv小小于于v0 的粒子数的粒子数: :NNN3132 0020vvvvavvvavvdd000911v 解：解：pdkT22 K.300152732

18、715273 tT1107323001038121023 ).(. m.31086 此计算值大于热水瓶胆的两壁间距，所以氮气分子此计算值大于热水瓶胆的两壁间距，所以氮气分子的平均自由程为的平均自由程为 0.4 cm。3. 热水瓶胆的两壁间距热水瓶胆的两壁间距 l = 0.4cm，其间充满，其间充满 t = 27 , p = 1 Pa 的的 N2，N2 分子的有效直径分子的有效直径 ，问氮气分子的平均自由程是多少？问氮气分子的平均自由程是多少？Cm107 . 310 d 4.如图如图,总体积为总体积为40L的绝热容器的绝热容器,中间用一隔热板隔中间用一隔热板隔开开,隔板重量忽略隔板重量忽略,可以

19、无摩擦的自由升降。可以无摩擦的自由升降。A、B两部两部分各装有分各装有1mol的氮气的氮气,它们最初的压强是它们最初的压强是1.013 105Pa,隔板停在中间隔板停在中间,现在使微小电流通过现在使微小电流通过B中的电阻而缓缓中的电阻而缓缓加热加热,直到直到A部分气体体积缩小到一半为止部分气体体积缩小到一半为止,求在这一求在这一过程中过程中,(1)B中气体的过程方程中气体的过程方程,以其体积和温度的关以其体积和温度的关系表示系表示;(2)两部分气体各自的最后温度两部分气体各自的最后温度;(3)B中气体吸收的热量中气体吸收的热量?iAB(1)A经历的是绝热过程经历的是绝热过程: pAVA =C=

20、pA1VA1 解：解：B中的过程方程为中的过程方程为: pB(0.04VB) =4.2 102活塞上升过程中，活塞上升过程中，BBABA.,VVVVpp 040因因 pB=RTB/VB TB(0.04VB) =51VB=1.013 105 0.021.4=4.2 102KAAAAAAAA3221211112112 VVRVpVVTTK965)03. 004. 0(03. 051)04. 0(514 . 12B2B2B VVT 21122BBBBBBd)(VVVpTTRi(2)(3) QB= EB+AB 2B1BBB21B1B2Bd)04. 0(102 . 42VVVVRVpTRi =1.66

21、104J解：解：如图所示循环过程如图所示循环过程, c a 是绝热过程是绝热过程, 已知已知: pa、 Va、Vc 、比热容比比热容比 , 求循环效率求循环效率 。a b为等压过程为等压过程, 热量交换为热量交换为bc 为等容过程为等容过程, 热量交换为热量交换为VPVaVcpaabco)(acamol,VVpRCp 0 0 吸热吸热)(bbccmol,VpVpRCV 0 0 放热放热VpVpaacc )(cacaamolVpVVpRCV, 1)(dabmol,mol,baTTCTCQpTTp 1)(bcmol,TTCQV 21211QQQA )()(acamol,cacamol,VVpRCV

22、VVpRCpV 11 cacamol,mol,VVVVCCpV 111 )1(11cacaVVVV VPVaVcpaabco6. 1mol双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程,其中其中1-2为直线为直线2-3为绝热线为绝热线3-1为等温线已知为等温线已知T2=2T1, V3=8V1 , 试求：试求：(1)各过程的功，内能增量和传递的各过程的功，内能增量和传递的热量热量(用用T1和已知常数表示和已知常数表示)；(2)此循环的效率此循环的效率 。解：解：(1) 1-2任意过程任意过程)(mol,121TTCEV 111252RTTTCV )(mol,)(21

23、11221VpVpA 112212121RTRTRT 11111132125RTRTRTAEQ Pp2p1oV1V2V3V1232-3绝热膨胀过程绝热膨胀过程)(mol,232TTCEV 12125RTTTCV )(mol,12225RTEA 02 Q3-1等温压缩过程等温压缩过程03 E)/ln(1313VVRTA 111108. 2)/8ln(RTVVRT 13308. 2RTAQ (2)13/1QQ %7 .30)3/(08. 2111 RTRTPp2p1oV1V2V3V1231 kg 0 oC 的冰与恒温热库（的冰与恒温热库（t = 20 oC ）接触，）接触， 求冰全部溶化成水的熵变

24、？求冰全部溶化成水的熵变？(熔解热熔解热 =334J/g) 解：解：冰等温融化成水的熵变：冰等温融化成水的熵变： TQSd溶化思路：思路：为不等温热传导过程为不等温热传导过程,不可逆不可逆,不能计算恒温热库的不能计算恒温热库的 熵变来作为冰溶化的熵变。熵变来作为冰溶化的熵变。设想冰与设想冰与0 C恒温热源接触恒温热源接触,此为可逆吸热过程。此为可逆吸热过程。t = 20 oC 的恒温热库发生的熵变：的恒温热库发生的熵变：另求：此不等温热传导过程的总熵变另求：此不等温热传导过程的总熵变总熵变总熵变J/K80 热热库库溶溶化化总总SSS符合热二律符合热二律J/K1022. 115273334101

25、527333 .t.mTQJ/K1014. 115.2933341015.273d33 tmTQTQS 热热库库1. 水平弹簧振子，弹簧倔强系数水平弹簧振子，弹簧倔强系数 k = 24N/m，重物质量，重物质量m = 6kg，重物静止在平衡位置。设以一水平恒力，重物静止在平衡位置。设以一水平恒力 F = 10N 向左作用于物体向左作用于物体 (不计摩擦不计摩擦), 使之由平衡位置向左使之由平衡位置向左运动了运动了 0.05m，此时撤去力，此时撤去力 F。当重物运动到左方最远。当重物运动到左方最远位置时开始计时，求物体的运动方程。位置时开始计时，求物体的运动方程。解：解：设物体的运动方程为设物体

26、的运动方程为 x = Acos( t + ) 恒外力所做的功等于振动系统恒外力所做的功等于振动系统获得的机械能获得的机械能, 当物体运动到当物体运动到最左端时最左端时, 这些能量全部转化为弹簧的弹性势能这些能量全部转化为弹簧的弹性势能22211122 10 0.05,0.204m22224FsFsksmvkAAkmkFxA s o角频率角频率242rad/s6km物体运动到物体运动到 A 位置时计时，初相为位置时计时，初相为 = 所以物体的运动方程为所以物体的运动方程为 x = 0.204cos(2 t + ) m 2. 两个谐振子作同频率同振幅的简谐振动。第一个振两个谐振子作同频率同振幅的简

27、谐振动。第一个振子的振动表达式为子的振动表达式为 x1= Acos( t + )，当第一个振子从，当第一个振子从振动的正方向回到平衡位置时，第二个振子恰在正方振动的正方向回到平衡位置时，第二个振子恰在正方向位移的端点。向位移的端点。(1) 求第二个振子的振动表达式和二者的相差；求第二个振子的振动表达式和二者的相差；(2) 若若 t =0 时，时，x1= A/2，并向，并向 x 负方向运动，画出二负方向运动，画出二者的者的 x-t 曲线及相量图。曲线及相量图。解解：(1) 由已知条件画出相量图，可见由已知条件画出相量图，可见第二个振子比第一个振子相位落后第二个振子比第一个振子相位落后 /2，故故

28、 = 2 1 = /2，第二个振子的振动函数为第二个振子的振动函数为 x2= Acos( t + + ) = Acos( t + /2) A1A2xo A1A2xo 32(2) 由由 t = 0 时，时，x1= -A/2 且且 v 0，可知，可知 = 2 /3，所以，所以 x1= Acos( t + 2 /3)， x2= Acos( t + /6) xA-Aotx1x23.一质点同时参与两个同方向同频率的谐振动一质点同时参与两个同方向同频率的谐振动,其振动其振动规律为规律为 x1= 0.4cos(3t + /3)，x2= 0.3cos(3t - - /6) (SI)。求：求：(1) 合振动的振

29、动函数；合振动的振动函数；(2)另有一同方向同频率的谐振动另有一同方向同频率的谐振动x3=0.5cos(3t + 3) (SI) 当当 3 等于多少时，等于多少时，x1, x2, x3 的合振幅最大？最小？的合振幅最大？最小？解解:(1) 解析法解析法221212212cos()AAAAA220.40.32 0.4 0.3cos()63 0.5 (m)111221122sinsintg ()coscosAAAA10.4sin0.3sin()36tg 0.4cos0.3cos()360.120.5cos(30.12 ) (m)xt振动函数振动函数另法：另法：相量图法相量图法12AA22120.5

30、mAAA213tg4AA0.210.210.1230.5cos(30.12 ) (m)xt(2) 当当 3 = = 0.12 时，时， max31.0mAAA2Ax /6 /3o1AA当当 3 = = - -0.88 时，时， min30AAA4. 已知已知 t = 2s 时一列简谐波的波形如图，求波函数及时一列简谐波的波形如图，求波函数及 o点的振动函数。点的振动函数。x(m)0.5y(m)ou = 0.5m/s123解：解：波函数标准方程波函数标准方程 xTtAy2cos已知已知 A = 0.5m， = 2m，T = / u = 2 / 0.5 = 4s由由 2504225050250.c

31、os.).,(.xty得得 223 即即2 所以波函数为所以波函数为mcos. 2250 xtyo 点的振动函数为点的振动函数为mcos.o 2250 ty为什么不取为什么不取 y(t=2, x=0) 求求？ 平面简谐波沿平面简谐波沿 x 轴正向传播，振幅为轴正向传播，振幅为 A，频率为，频率为 v， 传播速度为传播速度为 u。(1) t = 0 时，在原点时，在原点 o 处的质元由平处的质元由平衡衡 位置向位置向 x 轴正向运动，写出波函数；轴正向运动，写出波函数；(2) 若经反射面若经反射面反反 射的波的振幅和入射波振幅相等，写出反射波波函射的波的振幅和入射波振幅相等，写出反射波波函数数,

32、 并求在并求在 x 轴上因两波叠加而静止的各点的位置。轴上因两波叠加而静止的各点的位置。解解：(1) o 处质元的振动函数处质元的振动函数cos 2/2yAvt(2) 有半波损失，即相位突变有半波损失，即相位突变 ，所以反射波波函数为所以反射波波函数为ox反射面反射面波疏波疏 波密波密u3 /42cos 22cos 222xvyAvtAvtxu所以入射波的波函数为所以入射波的波函数为ox反射面反射面波疏波疏 波密波密u3 /42323cos 2424vvyAvtxuu2cos 22vAvtxu入射波和反射波叠加，此题入射波和反射波叠加，此题反射点肯定是波节，另一波反射点肯定是波节，另一波节与反

33、射点相距节与反射点相距 /2，即，即 x = /4 处。处。1. 在图示的双缝干涉实验中在图示的双缝干涉实验中, D=120cm, d=0.5mm, 用波长为用波长为 =5000的单色光垂直照射双缝。的单色光垂直照射双缝。(1)求原点求原点o(零级明条纹所在处零级明条纹所在处)上方上方的第五级明条纹的坐标的第五级明条纹的坐标x 。(2)如果用厚度如果用厚度h=110-2 mm,折射率折射率n=1.58的透明薄膜覆盖的透明薄膜覆盖s1缝后面缝后面,求求上述第五级明条纹的坐标上述第五级明条纹的坐标x 。s1s2doxD解解: (1)原点原点o上方的第五级明条纹上方的第五级明条纹的坐标的坐标:712

34、0055000 100.56mmDxkd (2)覆盖覆盖s1时时,条纹向上移动条纹向上移动 由于光程差的改变量为由于光程差的改变量为(n-1)h ,而移动一个条纹的光而移动一个条纹的光程差的改变量为程差的改变量为 ,所以明条纹移动的条数为所以明条纹移动的条数为s1s2doxD 6 .11105000)158. 1(101)1(72条条 nhk mm92.19)5( dDkx 2. 两平板玻璃之间形成一个两平板玻璃之间形成一个 =10-4rad的空气劈尖的空气劈尖, 若用若用 =600nm 的单色光垂直照射。的单色光垂直照射。求求: 1)第第15条明纹距劈尖棱边的距离条明纹距劈尖棱边的距离; 2

35、)若劈尖充以液体若劈尖充以液体(n=1.28 )后后, 第第15条明纹移条明纹移 动了多少动了多少?解解: 1)明纹明纹kekL 设第设第k条明纹对应的空气厚度为条明纹对应的空气厚度为ek kek 22由由9151060041152 em1035. 46 m1035. 4sin2151515 eeL2)第第15条明纹向棱边方向移动条明纹向棱边方向移动(为什么为什么?)设第设第15条明纹距棱边的距离为条明纹距棱边的距离为 L15 , 所对应的液所对应的液体厚度为体厚度为e15 22221515 enenee1515m105 . 9315151515 eeLLL 因空气中第因空气中第15条明纹对应

36、的光程差等于液体中条明纹对应的光程差等于液体中第第15条明纹对应的光程差条明纹对应的光程差, 有有明纹明纹kekL 明纹明纹ke kL 解解: (1) 第第k条明环半径为条明环半径为, 2 , 1,2)12(kRkr 5 . 8,krrm令令有有8条明环条明环4105101122760 ne最中间为平移前的第最中间为平移前的第5条条Rro1n3. 如图为观察牛顿环的装置如图为观察牛顿环的装置,平凸透镜的半径为平凸透镜的半径为R=1m的球面的球面; 用波长用波长 =500nm的单色光垂直照射。的单色光垂直照射。求求(1)在牛顿环半径在牛顿环半径rm=2mm范围内能见多少明环范围内能见多少明环?

37、(2)若将平凸透镜向上平移若将平凸透镜向上平移e0=1 m最靠近中心最靠近中心o 处的明环是平移前的第几条明环处的明环是平移前的第几条明环?(2)向上平移后向上平移后,光程差改变光程差改变 2ne0 , 而光程差改变而光程差改变 时时, 明条纹往里明条纹往里“缩进缩进”一条一条,共共“缩进缩进”条条纹纹:4. 单缝衍射单缝衍射, 己知己知: a=0.5mm, f=50cm 白光垂直照白光垂直照 射射,观察屏上观察屏上x=1.5mm处为明条纹处为明条纹,求求1)该明纹对该明纹对 应波长应波长? 衍射级数衍射级数? 2) 该条纹对应半波带数该条纹对应半波带数? 解解:1)212 )(sinka tanfx (1)(2)fx tansin7105001251502122)(.)(kfkax 121034k()k=1: 1=10000答答:x=1.5mm处有处有2)k=2时时 2k+1=5 单缝分为单缝分为5个半波带个半波带 k=3时时 2k+1=7 单缝分为单缝分为7个半波带个半波带k=2: 2=6000k=3: 3=4286k=4: 4=3333 2=6000, 3=42865. 用用 1=400nm和和 2=700nm 的混合光垂直照射单缝的混合光垂直照射单缝; 1的第的第k1级明纹恰与级明纹恰与 2的第的第k2级暗纹重合级暗纹重合; 求求: (1) k1, k2 ; 解解: