大学物理下复习.ppt

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1、第第14章章1 1、光相干必要条件、光相干必要条件:1 1)频率相同；频率相同；2 2)相位差恒定；相位差恒定；3 3)光矢量振动方向平行光矢量振动方向平行2、光的干涉：、光的干涉：3、杨氏双缝干涉、杨氏双缝干涉:暗纹暗纹明纹明纹条纹间距条纹间距:4、薄膜干涉：、薄膜干涉：劈尖、牛顿环、增透劈尖、牛顿环、增透/增增反反:条纹间距：条纹间距：暗环半径暗环半径明环半径明环半径5、迈克尔逊干涉仪、迈克尔逊干涉仪:C解解 计算波程差计算波程差BA12 ,求：第一次测到极大时，射电星的方位求：第一次测到极大时，射电星的方位与湖面所成的角与湖面所成的角 .如图离湖面如图离湖面 处有一电磁波接收器位于处有一

2、电磁波接收器位于 C，当一射电星从地平面渐渐升起时，当一射电星从地平面渐渐升起时，接收器断续接收接收器断续接收 到一系列极大值到一系列极大值.已知射电星发射的电磁波波长为已知射电星发射的电磁波波长为1.射电信号的接收射电信号的接收取取 极大极大时时 考虑半波损失时，附加波程差取考虑半波损失时，附加波程差取 均可，均可，符号不同，符号不同，取值不同，对问题实质无影响取值不同，对问题实质无影响.注意注意ACB12用用折折射射率率 n=1.58 的的很很薄薄的的云云母母片片覆覆盖盖在在双双缝缝实实验验中中的的一一条条缝缝上上，这这时时屏屏上上的的第第七七级级亮亮条条纹纹移移到到原原来来的零级亮条纹的

3、位置上。如果入射光波长为的零级亮条纹的位置上。如果入射光波长为550 nm解解 设设云云母母片片厚厚度度为为d，无无云云母母片片时时，零零级级亮亮纹纹在在屏屏上上P点点，到到达达P点点的的两两束束光光的的光光程程差差为为零零。加加上上云云母母片片，到到达达P点的两光束的光程差为点的两光束的光程差为当当P点为第七级明纹位置时点为第七级明纹位置时 2.求求 此云母片的厚度是多少？此云母片的厚度是多少？3.为增强照相机镜头的透射光，往往在镜头（为增强照相机镜头的透射光，往往在镜头（n3=1.52）上镀一层）上镀一层 MgF2 薄膜（薄膜（n2=1.38），使对人眼和感光），使对人眼和感光底片最敏感的

4、黄绿光底片最敏感的黄绿光 =555 nm 反射最小，假设光垂反射最小，假设光垂直照射镜头，求：直照射镜头，求：MgF2 薄膜的最小厚度。薄膜的最小厚度。解：解：减弱减弱k=0,膜最薄膜最薄 4.一劈尖,有=7000埃的单色光垂直入射,已知d=0.005m,=1.5,=0.001rad.求(1)明条纹数目(2)明条纹间距.解(1)(2)d 5.5.用氦氖激光器发出的波长为用氦氖激光器发出的波长为633nm的单色光做的单色光做牛顿环实验，测得第个牛顿环实验，测得第个 k 暗环的半径为暗环的半径为5.63mm,第第k+5暗环的半径为暗环的半径为7.96mm，求平凸透镜的曲率半径，求平凸透镜的曲率半径

5、R.解解SL 例例6 6 如图所示为测量油膜折射率的实验装置如图所示为测量油膜折射率的实验装置,在在平面玻璃片平面玻璃片G上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长长 的单色光垂直入射下，从反射光中可的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹观察到油膜所形成的干涉条纹.已知玻璃的折射率已知玻璃的折射率 问：当油膜中问：当油膜中心最高点与玻璃片的上表心最高点与玻璃片的上表面相距面相距 时，时，干涉条纹如何分布？可见干涉条纹如何分布？可见明纹的条数及各明纹处膜明纹的条数及各明纹处膜厚厚?若油膜展开条纹如若油膜展开条纹如何变化何变化?,油膜的折射率油膜的折

6、射率G解解 1 1）条纹为同心圆）条纹为同心圆油膜边缘油膜边缘明纹明纹明纹明纹 当当油滴展开时，条纹间距变油滴展开时，条纹间距变大，条纹数减少大，条纹数减少.由于由于 故可观察到四条明纹故可观察到四条明纹.第第15章章1、惠更斯菲涅尔原理：子波假设、惠更斯菲涅尔原理：子波假设+子波干涉子波干涉缺级现象：缺级现象：5、布拉格衍射：、布拉格衍射：3、光栅衍射：、光栅衍射：2、夫琅和费单缝衍射、夫琅和费单缝衍射:4、圆孔衍射：、圆孔衍射：中央明纹中央明纹k级明纹级明纹k级暗纹级暗纹0=明纹明纹暗纹暗纹分辨率分辨率:条纹宽度条纹宽度 1 1,宽度为宽度为a0.6mm的狭缝后放置一焦距为的狭缝后放置一焦

7、距为f40cm的凸的凸透镜，若以单色平行光垂直入射，则在距中央明纹透镜，若以单色平行光垂直入射，则在距中央明纹1.6mm处观察到红色明条纹，求（处观察到红色明条纹，求（1 1）单色光波长；）单色光波长；（2 2）中央明纹宽度；（）中央明纹宽度；（3 3）第二级明纹对应的衍射角。）第二级明纹对应的衍射角。出现的是红光的第出现的是红光的第3级明纹。级明纹。例例2，波长为，波长为6000A的单色光垂直入射在一光栅的单色光垂直入射在一光栅上，第二级明纹出现在上，第二级明纹出现在sin2 0.20处，第四级处，第四级为第一个缺级。求（为第一个缺级。求（1）光栅上相邻两缝的距离）光栅上相邻两缝的距离是多少

8、？（是多少？（2）狭缝可能的最小宽度是多少？）狭缝可能的最小宽度是多少？（3）屏上可能观察到的全部明纹数目是多少？）屏上可能观察到的全部明纹数目是多少？例例3 3 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm，而在可，而在可见光中，人眼最敏感的波长为见光中，人眼最敏感的波长为550nm，问，问（1 1）人眼的最小分辨角有多大？）人眼的最小分辨角有多大？（2 2）若物体放在距人眼）若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，则（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？两物点间距为多大时才能被分辨？解（解（1 1）（2 2）第第16章章马吕斯定律马吕斯定律布儒斯特定律布

9、儒斯特定律玻璃玻璃空气空气 例例1 有两个偏振片有两个偏振片,一个用作起偏器一个用作起偏器,一个用作检一个用作检偏器偏器.当它们偏振化方向间的夹角为当它们偏振化方向间的夹角为 时时,一束单色一束单色自然光穿过它们自然光穿过它们,出射光强为出射光强为 ;当它们偏振化方向间当它们偏振化方向间的夹角为的夹角为 时时,另一束单色自然光穿过它们另一束单色自然光穿过它们,出射光出射光强为强为 ,且且 .求两束单色自然光的强度之比求两束单色自然光的强度之比.解解 设两束单色自然光的强度分别为设两束单色自然光的强度分别为 和和 .经过起偏器后光强分别为经过起偏器后光强分别为 和和 .经过检偏器后经过检偏器后1

10、、在平板玻璃 上n2=1.5，有一球冠状的水滴n1=4/3，如图,h=3 10-3mm，波长=400nm。（1）水膜中心和边缘处各是几级暗纹(明纹)；（2）最 多 可 见 多 少 条 暗 纹？2.两平板玻璃，长为L，一端相接触，另一端垫一金属丝，两板之间形成空气劈尖，以=5000A 的单色光垂直入射，（1）相邻明纹间距为0.1mm，求金属丝直径d。（2）在金属丝与楞边之间，明条纹总数？（3）金属丝通电流膨胀，玻璃板中点处观察到两条 明 纹 移 动，问 金 属 丝 膨 胀 多 少(d)？3.复色光E入射到光栅上，若其中一光波的第三级极大和红光（R=600nm）的第二级极大相重合，求该光波长。4.

11、黑板上两线的间距 d=2mm,一学生在多远处恰能分辩，设=600nm，人眼的瞳孔的直径为D=3.66mm.5.已知n=3000条/cm，a=b，=546nm，垂直入射，求（1）最多可以看到多少明条纹（2）第一级明纹的衍射角（3）若以300从上往下斜入射，再求（1）。1、在平板玻璃上n2=1.5，有一球冠状的水滴n1=4/3，如图,h=3 10-3mm，波长=400nm。（1）水膜中心和边缘处各是几级暗纹(明纹)；（2）最多可见多少条暗纹？解：（1）最外面是零级明纹中心是20级明纹。（2）20条暗纹.2.两块平板玻璃，长度为L，一端相接触，另一端垫一金属丝，两板之间形成空气劈尖，以波长 的单色光

12、垂直入射，（1）相邻明纹之间的距离为0.1mm，求金属丝的直径。（2）在金属丝与楞边之间，明条纹的总数是多少？（3）金属丝通电流膨胀，玻璃板中点处观察到两条明纹移动，问金属丝膨胀多少？解：（1）（2）（3）因为相邻明纹所对应的厚度差为 所以，当P处观察到两条明纹移动时，该处的厚度变化为 3.复色光E入射到光栅上，若其中一光波的第三级极大和红光（R=600nm）的第二级极大相重合，求该光波长。解：解：4.黑板上两线的间距 d=2mm,一学生在多远处恰能分辩，设=600nm，人眼的瞳孔的直径为D=3.66mm.5.已知n=3000条/cm，a=b，=546nm，垂直入射，求（1）最多可以看到多少明

13、条纹（2）第一级明纹的衍射角（3）若以300从上往下斜入射，再求（1）解:（1）考虑到缺级 共可看到 7条明纹（2）（3）缺 级共5条，最后可见共9条明纹。第第17章章1、洛仑兹时空坐标变换、洛仑兹时空坐标变换:2、长度收缩，时间膨胀、长度收缩，时间膨胀:3、质量，动量，能量、质量，动量，能量(动、静、总动、静、总):4、光的波粒二象性：、光的波粒二象性：1.一艘宇宙飞船船身固有长度为L0=90m，相对于地面以u=0.8c的匀速度从一观测站的上空飞过。(1)观测站测得飞船的船身通过观察站的时间间隔是多少？(2)宇航员测得船身通过观察站的时间间隔是多少？解：(1)地面观测站测得飞船船身的长度为(

14、2)宇航员测得飞船船身的长度为L0，则 ss2.要使电子的速度从v1=1.2108m/s增加到v2=2.4108m/s，必须对它作多少功？（电子静止质量me=9.111031kg）解：根据功能原理，要做的功 W=E=4.721014J=2.95105eV 第第18章章1 1、黑体、黑体辐辐射射：2 2、光、光电电效效应应：截止频率（红限）截止频率（红限）:遏止电势差遏止电势差:2.利用单色光在钠制的光电阴极作光电效应实验，发现当用波长 单色光照射时，遏制电压为1.85V；用单色光 照射时，遏制电压为0.82V，试求：（1）普朗克常数；（2）金属钠的电子逸出功；（3）金属钠的截止波长。解：（1）

15、（2）金属钠的电子逸出功（3）金属钠的光电效应红限 截止波长3.处于基态的氢原子吸收了一个能量为h=15 eV的光子后，其电子成为自由电子，求该电子的速率。解：把一个基态氢原子电离所需最小能量为Emin =13.6 eV则根据能量守恒有该电子获得的速度大小为1、玻尔氢原子理论、玻尔氢原子理论:三条假设三条假设 1 1）定态假设：）定态假设：原子系统只能存在于一系列不连续的能量状态中（原子系统只能存在于一系列不连续的能量状态中（E1、E2、E3、），在这些状态中，电子绕核作加速运动而不辐射能量，），在这些状态中，电子绕核作加速运动而不辐射能量，这种状态称这为原子系统的稳定状态（定态）这种状态称这

16、为原子系统的稳定状态（定态）2 2）角动量量子化：电子对核的角动量只能取）角动量量子化：电子对核的角动量只能取h/2h/2 的整数倍。的整数倍。n=1、2、3、普朗克常量普朗克常量第第19章章3 3）量子跃迁假设）量子跃迁假设只有当原子从一个较大的能量只有当原子从一个较大的能量En的稳定状态跃迁到另一较低能量的稳定状态跃迁到另一较低能量Ek的稳定状态时，才发射单色光，其频率：的稳定状态时，才发射单色光，其频率：2、物质波、物质波：（C）3、测不准关系：、测不准关系：4、波函数的物理意义及性质：在、波函数的物理意义及性质：在t时刻，（时刻，（x,y,z）处粒子出现）处粒子出现的概率密度为：的概率

17、密度为：波函数性质：波函数性质：1)单值、单值、2)有限、有限、3）连续、）连续、4）归一化）归一化:2.一维无限深势阱中粒子的波函数为 ，写出该粒子在阱中的几率密度表达式，并算出在n=2时，处于x=a/4处粒子的几率密度。解：（1）（2）当时，1.已知粒子在一维无限深势阱中运动，其波函数为那么粒子在x=5a/6处出现的概率密度为（1/(2a)）.3.3.（1 1）考虑相对论效应，推证实物粒子的物质）考虑相对论效应，推证实物粒子的物质波波长与粒子动能波波长与粒子动能Ek及静质量及静质量m0的关系；的关系；（2 2）计算）计算Ek=6.63103MeV的电子波的波长。的电子波的波长。4:H原子的

18、线度的数量级为原子的线度的数量级为10-10m，H原中电子的速原中电子的速 度为度为=106m/s，求其速度的不确定量。求其速度的不确定量。+MrnmV解：解：不确定量已达不确定量已达106m/s数量级，已不能用经典数量级，已不能用经典物理中的速度来描述。物理中的速度来描述。5.电子和光子的波长均为6.63nm，求：(1)电子和光子的动量；（2）光子的能量（用eV表示）和质量；（3）电子的总能。解：（1）（2），（3）1.如果系统的激发态能级宽度为如果系统的激发态能级宽度为1.1eV，此态，此态的寿命是的寿命是。2假如电子运动速度与光速可以比拟，则当电子的假如电子运动速度与光速可以比拟，则当电

19、子的动能等于它静止能量的动能等于它静止能量的2倍时，其德布罗意波长为多少？倍时，其德布罗意波长为多少？3.粒子在一粒子在一维维无限深无限深势势阱中运阱中运动动，其波函数，其波函数为为：试试求：粒子求：粒子处处于于n=1和和n=2的状的状态时态时，在，在0 x a/3区区间间内内找到找到该该粒子的概率。粒子的概率。4.某一宇宙射线中的介子的动能某一宇宙射线中的介子的动能Ek=7M0c2，其中，其中M0是介子是介子的静止质量。试求在实验室中观察到它的寿命是它的固有寿的静止质量。试求在实验室中观察到它的寿命是它的固有寿命的多少倍命的多少倍.5.5.（1 1）温度为室温）温度为室温 的黑体，其单色辐出

20、度的峰值所对应的黑体，其单色辐出度的峰值所对应的波长是多少？（的波长是多少？（2 2）若使一黑体单色辐出度的峰值所对应的波）若使一黑体单色辐出度的峰值所对应的波长在红色谱线范围内，其温度应为多少？（长在红色谱线范围内，其温度应为多少？（3 3）以上两辐出度之）以上两辐出度之比为多少？比为多少？1如果系统的激发态能级宽度为1.1eV，此态的寿命是 2.991016 s。有 解得 德布罗意波长为 m由相对论公式2假如电子运动速度与光速可以比拟，则当电子的动能等于它静止能量的2倍时，其德布罗意波长为多少？解：若电子的动量是它的静止能量的两倍，则：m c 2 me c 2=2me c 2 故：m=3

21、me也可用3.粒子在一维无限深势阱中运动，其波函数为：试求：粒子处于n=1和n=2的状态时，在0 x a/3区间内找到该粒子的概率。解：若n=1，概率若n=2，概率4某一宇宙射线中的介子的动能Ek=7M0c2，其中M0是介子的静止质量。试求在实验室中观察到它的寿命是它的固有寿命的多少倍.解：实验室参照系中介子的能量 设介子的速度为v，又有 令固有寿命为0，则实验室中寿命 5 5（1 1）温度为室温）温度为室温 的黑体，其单色辐出度的峰的黑体，其单色辐出度的峰值所对应的波长是多少？（值所对应的波长是多少？（2 2）若使一黑体单色辐出）若使一黑体单色辐出度的峰值所对应的波长在红色谱线范围内，其温度应度的峰值所对应的波长在红色谱线范围内，其温度应为多少？（为多少？（3 3）以上两辐出度之比为多少？）以上两辐出度之比为多少？解解（2 2）取）取（1 1）由维恩位移定律）由维恩位移定律（3 3）由）由斯特藩斯特藩玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律