《大学物理》(下)习题课 - 图文 下载本文

4. 平面衍射光栅宽2cm,共有8000条缝。用钠黄光(589.3nm)垂直照射,可观察到光谱线最大级次4,对应衍射角70?。

5. 一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是: 【 D 】

(A) 紫光 (B) 绿光 (C) 黄光 (D) 红光

6. 设光栅平面、透镜均与屏幕平行。则当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时,能观察到的光谱线的最高级数k: 【 B 】

(A) 变小 (B) 变大 (C) 不变 (D) 改变无法确定 7. 若光栅的光栅常数为(a+b),透光缝宽为a,则同时满足asin?级现象,如果b=a,则光谱中缺k?k'?和,(a?b)sin??k?时,会出现缺

??2,?4,?级。如果b=2a,缺k??3,?6,?级

8. 一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a+b)为下列哪种情况时,(a代表每条缝的宽度),k=3、6、9等级次的主极大均不出现: 【 B 】

(A) a+b=2a (B) a+b=3a (C) a+b=4a (D) a+b=6a

二、计算题 1. 用一束具有两种波长?1?600nm,?2?400nm的平行光

垂直入射在光栅上,发现距中央明纹5cm处,?1光的第k级主极大和?2光的第(k+1)级主极大相重合,放置在光栅与屏之间的透镜的焦距f=50 m,试问: (1) 上述k=?;(2) 光栅常数d=? ? 根据题意对于两种波长的光有:

dsin??k?1和dsin??(k?1)?2

从上面两式得到:k将?1又x??2?1??2

?600nm,?2?400nm带入解得,k?2

计算题(1)k?1k?1,d?f dx2?600nm?5d?50cm?,d?1.2?10m

5cm?fsin?,x?f?2?10?3cm,在光栅后放一焦距f=1m的凸透镜,

2. 一衍射光栅,每厘米有200条透光缝,每条透光缝宽为a现以??600nm单色平行光垂直照射光栅,求:

?2?(1) 透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少? (2) 在该宽度内,有几个光栅衍射主极大? ? 单缝衍射中央明条纹的角宽度:??0中央明条纹宽度:?x0?a,??0?6?10?4rad

?f???0?2f??a,?x0?6?10?2m

10?2m,d?5?10?5m 光栅常数:d?200单缝衍射的第一级暗纹的位置:asin??k'?,asin?1??

在该方向上光栅衍射主极大的级数:dsin?1两式相比:k

?k?

?

d?5?5,将a?2?10m和d?5?10m带入:k?2.5 a

即单缝衍射中央明条纹宽度内有5个光栅衍射主极大:+2,+1,0,-1,-2 13

3. 波长为??600nm的单色光垂直入射到光栅上,测得第2级主极大的衍射角为300,且第三级缺级,问:

(1) 光栅常数(a+b)是多少?

(2) 透光缝可能的最小宽度a 是多少?

(3) 在选定了上述(a+b)与a值后,屏幕上可能出现的全部主极大的级数。

k?2?600nm? 由光栅衍射方程:dsin??k?,d?,d??2.4?10?6m 0sin?sin30光栅衍射缺级级数满足:k?dk' a?d2.4?m?6,a?0.8?10m ?k3d0屏幕上光栅衍射谱线的可能最大级数:dsin90?k?,k?,k?4(该衍射条纹不可能观测到)。

如果第三级谱线缺级,透光缝可能的最小宽度:a?屏幕上光栅衍射谱线的缺级级数:k??3

屏幕上可能出现的全部主极大的级数:?2,?1,0,共5个条纹

第九章(单元八) 光的偏振

一、选择、填空题

1. 马吕斯定律的数学表达式为I?I0cos2?。式中I为通过检偏器的透射光的强度,I0为入射线偏振光的强度;

?为入射光矢量的振动方向和检偏器偏振化方向之间的夹角。

2. 两个偏振片堆叠在一起,偏振化方向相互垂直,若一束强度为I0的线偏振光入射,其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为

?4,则穿过第一偏振片后的光强为

1I0,穿过两个偏振片后的光强为0。 2?30.?,则透射偏振光的强度

3. 光强为I0的自然光依次通过两个偏振片P1和P2,P1和P2的偏振化方向的夹角?I是: 【 E 】

3I03I0I0I3I(A);(B);(C);(D)0;(E)0

442884. 使一光强为I0的平面偏振光先后通过两个偏振片P1和P2,P1和P2的偏振化方向与原入射光光矢振动方向的夹

角分别是?and90?,则通过这两个偏振片后的光强I是: 【 C 】

(A)1I0cos2?;2(B)0;(C)11I0sin2(2?);(D)I0sin2?;44?E?I0cos2?

5. 当一束自然光在两种介质分界面处发生反射和折射时,若反射光为完全偏振光,则折射光为部分偏振光,且反射光线和折射光线之间的夹角为

1?。反射光的光矢量振动方向垂直于入射面。 26. 一束自然光自空气射向一块平玻璃(如图),设入射角等于布儒斯特角i0,则在界面2的反射光是: 【 B 】

(A) 自然光;

(B) 完全偏振光且光矢量振动方向垂直于入射面; (C) 完全偏振光且光矢量振动方向平行于入射面;

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(D) 部分偏振光。

选择填空题(6)?选择填空题(8)7. 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30?;玻璃的折射率为二、 计算题

1. 将三块偏振片叠放在一起,第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成45和90角。(1)光强为I0的自然光垂直地射到这一堆偏振片上,试求经每一偏振片后的光强和偏振状态;(2)如果将第二个偏振片抽走,情况又如何?

? 按照题意,三块偏振片的偏振化方向如图所示。

??3。

1I0,为线偏振光; 21120通过P2的光强:I2?I0cos45,I2?I0,为线偏振光;

24120通过P3的光强:I3?I2cos45,I3?I0,为线偏振光;

820如果将第二个偏振片抽走,I3?I1cos90,I3?0

通过P1的光强:I1?第十章(单元九) 光的量子效应及光子理论

一、 选择题

1. 金属的光电效应的红限依赖于: 【 C 】

(A)入射光的频率; (B)入射光的强度;(C)金属的逸出功; (D)入射光的频率和金属的逸出功。

2. 已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应,若此金属的逸出电势是U0(使电子从金属逸出需做功eU0),则此单色光的波长?必须满足: 【 A 】

hc(A)??;eU0hc(B)??;eU0eU0(C)??;hceU0(D)??hc

3. 关于光电效应有下列说法:

(1) 任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应;

(2) 对同一金属如有光电子产生,则入射光的频率不同,光电子的初动能不同; (3) 对同一金属由于入射光的波长不同,单位时间内产生的光电子的数目不同; (4) 对同一金属,若入射光频率不变而强度增加一倍,则饱和光电流也增加一倍。

其中正确的是: 【 D 】

(A) (1),(2),(3); (B) (2),(3),(4); (C) (2),(3); (D)(2),(4)

4. 用强度为I,波长为?的X射线分别照射锂(Z=3)和铁(Z=26),若在同一散射角下测得康普顿散射的X射线波长分

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别为?L1和?Fe,(?L1,?Fe??)它们对应的强度分别为ILi和IFe,则: 【 C 】

(A)?Li??Fe,ILi?IFe;(C)?Li??Fe,ILi?IFe;

二、填空题

(B)?Li??Fe,ILi?IFe;(D)?Li??Fe,ILi?IFe?19

1. 当波长为300 nm光照射在某金属表面时,光电子的能量范围从0到4.0?10电压为UaJ.在作上述光电效应实验时遏止

?2.5V;此金属的红限频率?0?4?1014Hz。

?262. 频率为100MHz的一个光子的能量是6.63?10J,动量的大小是2.21?10?34N?s。

?1.03V。

3. 如果入射光的波长从400nm变到300nm,则从表面发射的光电子的遏止电势增大(增大、减小)?U散射成分称为康普顿散射。

5. 在散射角?=900的康普顿试验中,如果要使

4. 某一波长的X光经物质散射后,其散射光中包含波长大于X光和波长等于X光的两种成分,其中大于X光波长的???1%,那么,入射光子的波长应为?0?0.2376nm。 ?三、计算题

1. 已知钾的红限波长为558 nm,求它的逸出功。如果用波长为400 nm的入射光照射,试求光电子的最大动能和遏止电压。 ? 由光电方程h?c12,逸出功A?h?0,A?h?A?mvm?02,

A?2.23eV

用波长为400nm的入射光照射,光电子的最大动能:

12mvm?h??A 2代入得到:Ekm

Ekm?hc??A,将??400nm和A?2.23eV?0.88eV

遏止电压:

1212,Ua?0.88Vmvm?eUa,Ua?mvm22e2. 从铝中移出一个电子需要4.2 eV的能量,今有波长为200 nm的光投射至铝表面。试问: (1) 由此发出来的光电子的最大动能是多少? (2) 遏止电势差多大? (3) 铝的截止波长有多大? ? 由光电方程h?1212,光电子的最大动能:mvm?h??A ?A?mvm22hc12将h???6.25eV和A?4.2eV代入得到:Ekm?mvm?2.05eV?2遏止电势差:Ua铝的截止波长:

?Ekme,Ua?2.05V

A?h?0,A?hc?0,?0?hc,?0?295.95nm A3. 在康普顿散射中,如果设反冲电子的速度为光速的60%,则因散射使电子获得的能量是其静止能量的多少倍? ? 散射后电子的质量m?m01?uc22,能量E?mc?2m0c21?uc22

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