大学物理3习题湘潭大学(8)

练习36 光的衍射(二)

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1. 波长为?的单色光垂直入射于光栅常数为d、缝宽为a、总缝数为N的光栅上．取k=0，±1，±2．．．．，则决定出现主极大的衍射角??的公式可写成 (A) N a sin?=k?． (B) a sin?=k?．

(C) N d sin?=k?． (D) d sin?=k?． ［ ］

2. 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为 (A) a=

1b． (B) a=b． 2 (C) a=2b． (D) a=3 b． ［ ］

3. 用波长为?的单色平行光垂直入射在一块多缝光栅上，其光栅常数d=3 ?m，缝宽a=1 ?m， 则在单缝衍射的中央明条纹中共有________条谱线(主极大)．

4. 汽车两盏前灯相距l，与观察者相距S = 10 km．夜间人眼瞳孔直径d = 5.0 mm．人眼敏感波长为? = 550 nm (1 nm = 10-9 m)，若只考虑人眼的圆孔衍射，则 人眼可分辨出汽车两前灯的最小间距l = __________________m．

5. 一束具有两种波长? 1和? 2的平行光垂直照射到一衍射光栅上，测得波长? 1的第三级主极大衍射角和? 2的第四级主极大衍射角均为30°．已知? 1=560 nm，试求: (1) 光栅常数a＋b (2) 波长? 2

6. 用一个每毫米有500条缝的衍射光栅观察钠光谱线(589 nm)．设平行光以入射角30°入射到光栅上，问最多能观察到第几级谱线？

练习37 光的偏振

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1. 在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹．若在两缝后放一个偏振片，则 (A) 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强． (B) 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱． (C) 干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱． (D) 无干涉条纹． ［ ］

2. 一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光

(A) 是自然光．

(B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面． (C) 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面． (D) 是部分偏振光． ［ ］

3. 一束平行的自然光，以60°角入射到平玻璃表面上．若反射光束是完全偏振的，则 透射光束的折射角是____________________；玻璃的折射率为________________．

4. 在光学各向异性晶体内部有一确定的方向，沿这一方向寻常光和非常光的____________相等，这一方向称为晶体的光轴．只具有一个光轴方向的晶体称为______________晶体． 5. 有两个偏振片叠在一起，其偏振化方向之间的夹角为45°．一束强度为I0的光垂直入射到偏振片上，该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成．此入射光中线偏振光矢量沿什么方向才能使连续透过两个偏振片后的光束强度最大？在此情况下，透过第一个偏振片的和透过两个偏振片后的光束强度各是多大？

6. 如图所示，媒质Ⅰ为空气(n1＝1.00)，Ⅱ为玻璃(n2＝1.60)，两个交界面相互平行．一束自然光由媒质Ⅰ中以ｉ角入射．若使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光， (1) 入射角i是多大？ i r 2 i0 1

(2) 图中玻璃上表面处折射角是多大？ Ⅰ (3) 在图中玻璃板下表面处的反射光是否也是线偏振光？ Ⅱ

I

练习38 量子物理基础(一)

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1. 以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示．满足题意的图是

［ ］

U U

O (C) O (D)

2. 康普顿效应的主要特点是

(A) 散射光的波长均比入射光的波长短，且随散射角增大而减小，但与散射体的性质无关． (B) 散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射角、散射体性质无关．

(C) 散射光中既有与入射光波长相同的，也有比入射光波长长的和比入射光波长短的.这与散射体性质有关．

(D) 散射光中有些波长比入射光的波长长，且随散射角增大而增大，有些散射光波长与入射光波长相同．这都与散射体的性质无关． ［ ］

3. 在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|Ua|与入射 光频率??的关系曲线如图所示，由此可知该金属的红限 频率?0=___________Hz；逸出功W =____________eV．

4. 如图所示，一频率为??的入射光子与起始静止的自由 电子发生碰撞和散射．如果散射光子的频率为?′，反冲 电子的动量为p，则在与入射光子平行的方向上的动量守

|Ua| (V) 2 -2 I I U O I (A) O I (B) U ???31014 Hz)?5 10

?′ ??????

e反冲电子 恒定律的分量形式为___________________．

5. 光电管的阴极用逸出功为W = 2.2 eV的金属制成，今用一单色光照射此光电管，阴极发射出光电子，测得遏止电势差为| Ua | = 5.0 V，试求：

(1) 光电管阴极金属的光电效应红限波长；

(2) 入射光波长． （普朗克常量h = 6.63310-34 J2s， 基本电荷e = 1.6310-19 C） 6. 用波长?0 =1 ?的光子做康普顿实验． (1) 散射角?＝90°的康普顿散射波长是多少？

(2) 反冲电子获得的动能有多大？

练习39 量子物理基础(二)

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1. 氢原子光谱的巴耳末线系中谱线最小波长与最大波长之比为 (A) 7/9． (B) 5/9． (C) 4/9． (D) 2/9． ［ ］

2. 在气体放电管中，用能量为12.1 eV的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的光子的能量只能是

(A) 12.1 eV． (B) 10.2 eV．

(C) 12.1 eV，10.2 eV和 1.9 eV．

(D) 12.1 eV，10.2 eV和 3.4 eV． ??????????????

3. 在氢原子光谱中，赖曼系(由各激发态跃迁到基态所发射的各谱线组成的谱线系)的最短 波长的谱线所对应的光子能量为_______________eV；巴耳末系的最短波长的谱线所对应的 光子的能量为___________________eV．

( R =1.0973107 m-1 ， h =6.63310-34 J2s，1 eV =1.60310-19 J ， c =33108 m2s-1 ) 4. 处于基态的氢原子吸收了13.06 eV的能量后，可激发到n =________的能级，当它跃迁回到基态时，可能辐射的光谱线有________条．

5.处于基态的氢原子被外来单色光激发后发出的光仅有三条谱线，问此外来光的频率为多少？

(里德伯常量R =1.0973107 m-1)

6. 当氢原子从某初始状态跃迁到激发能(从基态到激发态所需的能量)为?E = 10.19 eV的状态时，发射出光子的波长是?=4860 ?，试求该初始状态的能量和主量子数．(普朗克常量h =6.63310-34 J2s，1 eV =1.60310-19 J)

练习40 量子物理基础(三)

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1. 如图所示，一束动量为p的电子，通过缝宽为a 的狭缝．在距离狭缝为R处放置一荧光屏，屏上衍射图样中央最大的宽度d等于

p a ???d (A) 2a2/R．

R (B) 2ha/p．

(C) 2ha/(Rp)．

(D) 2Rh/(ap)． ［ ］

2. 不确定关系式?x??px??表示在x方向上

(A) 粒子位置不能准确确定． (B) 粒子动量不能准确确定． (C) 粒子位置和动量都不能准确确定． (D) 粒子位置和动量不能同时准确确定． ［ ］ 3. 低速运动的质子和?粒子，若它们的德布罗意波长相同，则它们的 动量之比pp：p? =______________；动能之比Ep：E? =____________．

4. 在戴维孙——革末电子衍射实验装置中，自热阴极K发射出的电子束经U = 500 V的电势 差加速后投射到晶体上． 这电子束的德布罗意波长?????????????????????nm

(电子质量me= 9.11310-31 kg，基本电荷e =1.60310-19 C，普朗克常量h =6.63310-34 J2s )

5. 能量为15 eV的光子，被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离发射一个光电子，求此光电子的德布罗意波长．

6. 一维运动的粒子，设其动量的不确定量等于它的动量，试求此粒子的位置不确定量与它的德布罗意波长的关系．(不确定关系式?px?x?h).

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练习41 量子物理基础(四)

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