大学物理（热学、振动波、光学、近代物理）(东北大学)7-14周作业答案

作业第七周 光的干涉（I） 第七周 光的干涉 （I） 单元作业

1、 在杨氏双缝实验中，波长为460nm的蓝光的第二级明纹（相干极大）出现在接收屏中心。可见光中波长为_nm的光在该位置给出暗纹（相干极小）。
评分规则:  答案：613杨氏双缝实验明纹条件：                          暗纹条件：                    将λ=400nm和760nm分别带入上式，求出k的取值范围，k在该范围内取整数1求出波长   λ=613nm。

2、 在杨氏双缝实验中，入射光波长为640nm。现在用折射率为1.6的透光薄片遮住一个缝时，发现接收屏中心由亮变暗。该薄片的最小厚度是__nm。
评分规则:  答案：533接收屏中心由亮变暗，光程差改变了插入薄片后，光程差改变了所以对应薄片的最小厚度，k=0，计算求出d=533nm。

3、 在双缝干涉实验中，作用单色光波长为λ=562.5nm，双缝与观察屏的距离D=1.2m，若测得屏上相邻明条纹间距为，则双缝的间距d=______。
评分规则:  0.45mm

作业第八周 光的干涉 （II） 第八周 光的干涉 （II） 单元作业

1、 波长为630nm的扩展光源垂直照射到楔形薄膜上。楔形薄膜的折射率为1.5。观察者在楔形薄膜的下方观察透射光的相干。发现整个楔形薄膜有10条亮纹9条暗纹。该薄膜左右两端的厚度差是___μm。
评分规则:  答案：1.89透射光相干加强条件为2nd=kλ，对应着最两侧的明纹条件分别是，，计算得出

2、 单色可见光垂直照射到玻璃上的油膜。可见光源的波长可以连续变化。发现仅有500nm和700nm的反射相干相消。如果玻璃和油的折射率分别为1.5和1.3，油膜的厚度是_nm。
评分规则:  答案：673油膜反射光相干减弱条件对应500nm和700nm，分别写作， 。计算得出 ,代入后得出λ=673nm。

3、 一平凸透镜，凸面朝下放在一平玻璃板上，透镜刚好与玻璃板接触。波长分别为600nm和500nm的两种单色光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环，求两种光的从中心向外数第五个明环所对应的空气膜厚度之差。
评分规则:  

作业第九周 光的衍射 第九周 光的衍射 单元作业

1、 单色光波长为689nm。已知中央明纹两侧第一级明纹之间的夹角为38°，单缝的宽度是__μm。
评分规则:  答案：3.2单缝衍射明纹条件为中央明纹两侧第一级明纹对应k=1，计算后得出 b=3.2μm

2、 用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，紫光（波长为400nm）的第3级光谱线将与波长为__nm的第2级光谱线重叠。
评分规则:  答案：600光栅方程：dsinθ=kλ  分别代入级数k和波长λ，即可得到结果。

3、 一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为，在光栅后放一焦距f=1m的凸透镜，现以λ=600nm的单色平行光垂直照射光栅，（1）透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为___cm；（2）在该宽度内，有_个光栅衍射主极大。
评分规则:  答案：6单缝衍射1级暗纹中心对应的条件为两中心在屏幕上坐标为     由于    可以近似中央明条纹宽度为
答案：5光栅常数为由光栅方程，可得到共有  等5个主极大

作业第十周 光的偏振性 狭义相对论（I） 第十周 光的偏振性 狭义相对论 （I） 单元作业

1、 两个偏振片成34°角放置。一束偏振化方向与两个偏振片成17°角的偏振光通过这两个偏振片。出射光强是入射光强的__%。
评分规则:  答案：62.8由马吕斯定律

2、 两个偏振片P₁和P₂叠在一起，其偏振化方向之间的夹角为30°。一束强度为的自然光垂直入射在偏振片上，已知该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成，现测得连续透过两个偏振片后的出射光强为，入射光中线偏振光的振动方向和第一个偏振片偏振化方向之间的夹角为____度。
评分规则:  答案：0或180假设入射光中线偏振光的振动方向与第一个偏振片偏振化方向的夹角为θ通过P₁后的光强为通过P₂后的光强为可以得到θ=0或者180°

作业第十一周　狭义相对论 (II) 第十一周 狭义相对论 （Ⅱ）作业

1、 一短跑选手，在地球上以10秒的速度跑完一百米，在飞行速度为0.6C的飞船中的观测者来看，跑道的长度是多少米？
评分规则:  80

2、 一短跑选手，在地球上以10秒的速度跑完一百米，在飞行速度为0.6C的飞船中的观测者来看，这个选手用了多少秒？
评分规则:  12.5

3、 一短跑选手，在地球上以10秒的速度跑完一百米，在飞行速度为0.6C的飞船中的观测者来看，这个选手跑了多少米？
评分规则:  7.5c或

作业第十二周 量子力学基础（I） 第十二周 量子力学基础（I）单元作业

1、 在光电效应的实验中，入射光子能量为4.5 eV，金属的截止频率为，则遏止电压为（                    ）V，已知：普朗克常数 ，真空中光速 ，电子电量大小，电子的静止质量，(说明：单位（V）已给，答案不能用科学计数法表示，只能用数值表示，保留小数点后3位，小数点用英文输入法输入，例如：2.213)
评分规则:  2.511

2、 在光电效应的实验中，金属钾的红限波长为620nm,求：1）钾的逸出功为（                    ）eV；2）用波长300nm的紫外光照射下，钾的遏止电压为（                    ）V.已知：普朗克常数 ，真空中光速 ，电子电量大小，电子的静止质量，(说明：单位已给，只需填入数值。答案不能用科学计数法表示，只能用数值表示，数值保留小数点后3位，小数点用英文输入法输入，例如：2.213)
评分规则:  1) 2.0052) 2.139

3、 在康普顿散射中，入射X光子的能量为 0.6 MeV，若散射后，散射X光子的波长为入射X光子的 2 倍，则散射后，1)则散射X光子的能量为（           ）MeV；2)反冲电子获得的动能为（           ）MeV。已知：普朗克常数 ，真空中光速 ，电子电量大小，电子的静止质量，(说明：单位（MeV）已给，答案不能用科学计数法表示，只能用数值表示，数值保留小数点后1位，小数点用英文输入法输入，例如：0.2)
评分规则:  1）0.3；2）0.3。

作业第十三周 量子力学基础（II） 第十三周 量子力学基础（II）单元作业

1、 一电子以初速度，逆着场强方向飞入电场强度为 E=500V/m 的均匀电场中，则该电子在电场中要飞行多长距离d，可使得电子的德布罗意波长达到 0.1nm,该电子在电场中飞行的距离 d =                cm,(飞行过程中，不考虑相对论效应，电子的质量可认为不变，为静止质量，普朗克常数 ）(说明：单位（cm）已给，答案不能用科学计数法表示，只能用数值表示，数值保留小数点后1位，小数点用英文输入法输入，例如：2.5)
评分规则:  9.6，或，9.7

2、 不考虑相对论效应，电子从静止开始通过电势差为 U = 200V 的静电场加速后，其德布罗意波长为   nm。(已知，普朗克常数 ，电子的静止质量，电子电量大小)（说明: 单位（nm）已给，答案不能用科学计数法表示，只能用数值表示，小数点后保留3位小数，小数点用英文输入法输入，如：0.135)
评分规则:  0.087，或，0.086

作业第十四周 量子力学基础（Ⅲ） 第十四周 量子力学基础（Ⅲ）单元作业

1、 已知某微观粒子处于一宽度为 a 的一维无限深势阱中，其定态波函数为：,粒子出现的概率最大的各个位置是:x=   ，   ，   .
评分规则:  x=a/6，x=a/2，x=5a/6，（每个结果3分，共9分）

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