2000年大学物理光量试卷(108A)

大学物理期终考试试题(144)（2000．1．21）班级学号姓名成绩注意：(1)共四张试卷。（2）填充题空白处写上关键式子可参考给分。计算题要排出必要的方程，解题的关键步骤，这都是得分扣分的依据。(3)不要将订书钉拆掉。一、填空：1、图示为用双缝干涉来测定空气折射率n的装置：实验前，在长度相同为l的密封玻璃管内都充以一大气压的空气。现将上管中的空气逐渐抽去，则光屏上的干涉条纹向__________（填上、下）移动。当上管中空气完全抽到真空，发现屏上波长为的干涉条纹移过N条。则由公式___________________可计算得，空气的折射率n___________。2、波长为的单色光垂直入射到宽度为a的单缝上，紧贴缝后有一焦距为f的凸透镜，使衍射光屏放在透镜的焦平面上，则中央明条纹宽度0l=____________。第一级明条纹位置离中央明条纹中心的距离1x=___________，第三级明条纹位置离中央明条纹中心的距离3x=___________。3、将波长为06000A的平行光垂直照射在一多缝上，衍射光强分布如图所示，由图可知这多缝的缝数N__________，每缝的宽度b=____________，缝间不通光部分的宽度b=__________，如将上述多缝中的偶数缝挡住，试将此情况下的光强分布的大致情况画在右下图上。4、如图,两片光轴相互垂直的方解石晶片迭合,上片厚度1d,光轴平行于y轴,下片厚度2d,光轴平行x轴.一束沿-z方入射的线偏振光I,光矢量可分解成xE和yE分量,已知方解石的主折射率为.,eonn(1)xE在上晶片是_____(o,e)光,在下晶片是_______(o,e)光;(2)通过晶体后,xE,yE两束光的光程差___________5、自然光从空气照在某液面上测得折射光线的折射角为b时，反射光为线偏振光。该液体的折射率n__________。当自然光的入射角不等于布儒斯特角时，反射光将为部分偏振光，试在图上画出其反射和折射光线的偏振态。旋转图中的检偏振器，测得反射光最大光强为最小光强的2倍。部分偏振光可视为一自然光和一线偏振光强度的叠加，试求反射光中自然光光强与线偏振光的光强之比偏自：II____________。检偏器4、题图5、题图6、右图为在KT30001黑体辐射的能谱曲线，图中所示阴影面积的物理意义为：____________________________________________________________________。若要画出黑体在另一温度下的能谱曲线，应注意到斯特藩-玻尔兹曼定律：__________________和维恩位移定律：__________________。试在右图中画出KT25002时的能谱曲线。这曲线的特点是：它的峰值波长2m=___________；曲线所包围的面积约为原来的________________。7、简要说明光电效应实验中的其中两个特点：（1）__________________________________；（2）___________________________________。用爱因斯坦光电效应方程：___________________________就能得到很好的解释。而光的波动说不能解释。简要地比较这两种理论的主要区别：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。8、原子从某一激发态跃迁到基态，发射的光子中心波长为，谱线宽度为，则光子的动量不确定度p=_______________，位置的不确定度x=____________。9、质量为m运动速度为的微观粒子，它的德布罗依波长=___________，如果粒子处在宽度为L的一维无限深势阱中能稳定地运动，那么应满足驻波条件：________________，由此可计算得在势阱中的能量只能取nE=___________。若n=3，试在题图(a)中大致画出几率密度的分布曲线。若该粒子不是在无限深势阱中，而在宽度同样为L的有限深势阱中，试在题图(b)中画出相应3n的几率密度分布曲线。由(a)、(b)两图可知，由于________________________________________________________________________________________，可以判别同样能级的有限深势阱比无限深势阱中粒子的能量来得_________________（选填大或小）。(b)(a)22二、计算题：1、牛顿环装置中平凸透镜与平块玻璃接触不良。而留有一厚度为0e的气隙，若已知观测所用的单色光波长为，平凸透镜的曲率半径为R。（1）试导出K级明条纹和暗条纹的公式；（2）若调节平凸透镜与平板玻璃靠近，试述此过程中牛顿环将如何变化？（3）试判别在调节过程中，在离开中心r处的牛顿环某干涉条纹宽度Kr与厚度0e有无关系？叙述简明理由，并算出在该处的条纹宽度。2、如要用衍射光栅区别氢原子巴尔末系第11和第12条谱线，光栅的分辨本领应多大？如光栅常数为每毫米200条的光栅，要想在第2级中能分辨这两条谱线，这光栅的宽度至少多宽？（提示：巴尔末系第11和12条谱线由量子数n分别为13和14到n为2的跃迁所产生。）3、在一维无限深势阱中运动的微观粒子，势阱宽度为L，如果粒子状态的波函数：xLAx（1）试求归一化常数A（2）粒子几率出现的最大位置（3）粒子在30L之间出现的几率4、如图所示，考虑一波长为的x光光子对静止电子发生碰撞，碰撞后光子以角散射，试求散射光子的波长，反冲电子的动能和动量。（电子静质量为0m）kE