一、簡(jiǎn)答題(每題5分,共50分)
1.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng),都包含了電子與光子的作用,試問這兩個(gè)過程有什么不同?
2.在激光工作物質(zhì)中,如果只用基態(tài)和某一激發(fā)態(tài)能否實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)?申述你的理由。
3.“帶正電的物體,電勢(shì)一定是正的,帶負(fù)電的物體,電勢(shì)一定是負(fù)的”。這種說(shuō)法是否正確,理由是什么?
4.簡(jiǎn)述玻爾氫原子理論的三個(gè)基本假設(shè)的內(nèi)容。
5.什么是運(yùn)動(dòng)的迭加原理?其適用條件是什么?
6.角動(dòng)量定理的內(nèi)容是什么?寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。
7.波的衍射現(xiàn)象的本質(zhì)是什么?
8.為什么只有在傳給氣體一定熱量時(shí),才可能發(fā)生氣體的等溫膨脹?
9.用金屬絲繞制的標(biāo)準(zhǔn)電阻要求是無(wú)自感的,怎樣繞制自感系數(shù)為零的線圈?
10.玻爾氫原子理論的成功與局限性是什么?
二、計(jì)算題(每題15分,共90分)
1.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,雙縫與屏之間的距離D=120cm,兩縫之間的距離d=0.50mm,用波長(zhǎng)λ=5000Å的單色光垂直照射雙縫。
(1)求原點(diǎn)O(零級(jí)明條紋所在處)上方的第五級(jí)明條紋的坐標(biāo)x。
(2)如果用厚度l=1.0×10-2mm,折射率n=1.58的透明薄膜復(fù)蓋在圖中的S1縫后面,求上述第五級(jí)明條紋的坐標(biāo)x’。
2.在彈性媒質(zhì)中有一沿x軸正向傳播的平面波,其波動(dòng)方程為若在x=5.00m處有一媒質(zhì)分界面,且在分界面處位相突變?chǔ)?,設(shè)反射后波的強(qiáng)度不變,試寫出反射波的波動(dòng)方程。
3.現(xiàn)有一根單芯電纜,電纜芯的半徑為r1=15mm,鉛包皮的內(nèi)半徑為r2=50mm,其間充以相對(duì)介電常數(shù)εr=2.3的各向同性均勻介質(zhì)。求當(dāng)電纜芯與鉛包皮間的電壓為U12=600V時(shí),長(zhǎng)為l=1km的電纜中貯存的靜電能是多少?
(ε0=8.85×10-12C2N-1m-2)
4.觀測(cè)者甲和乙分別靜止于兩個(gè)慣性參照系K和K’中,甲測(cè)得在同一個(gè)地點(diǎn)發(fā)生的兩個(gè)事件的時(shí)間間隔為4s,而乙測(cè)得這兩個(gè)事件的時(shí)間間隔為5s,求:
(1)K’相對(duì)于K的運(yùn)動(dòng)速度;
(2)乙測(cè)得的這兩個(gè)事件發(fā)生的地點(diǎn)的距離。
5.假定地球的磁場(chǎng)是由地球中心的小電流環(huán)產(chǎn)生的,已知地極附近磁感應(yīng)強(qiáng)B為6.27×10-5 T, 地球半徑為R= 6.37×106 m,μ0=4π×10-7 H/ m, 試用畢奧-薩伐爾定律求小電流環(huán)的磁矩大小。
6.有一定質(zhì)量的理想氣體,其初始狀態(tài)的參量為P0、V0、、T0,現(xiàn)令其分別經(jīng)過下列兩種變化過程:第一種過程是作等壓膨脹,溫度升高到2T0;第二種過程是定容加熱,溫度升高到2T0。問:在這兩種變化過程中,(1)氣體的內(nèi)能變化是否一樣?為什么?(2)氣體對(duì)外做功是否一樣?為什么?(3)氣體是吸熱還是放熱?哪一種過程吸(或放)的熱量較多?為什么?
三、證明題(10分)
一質(zhì)量為m帶電量為-q的質(zhì)點(diǎn)沿一圓軌道繞一帶電量為+Q的電荷運(yùn)動(dòng),證明運(yùn)動(dòng)中兩者間的距離的立方與運(yùn)動(dòng)周期的平方成正比。