2017年北京市培养单位心理研究所806普通物理(乙)考研题库
● 摘要
一、简答题
1. 假如电场力做功与路径有关,定义电势的公式还能不能引入电势的概念?
【答案】假如电场力做功与路径有关,则积分即
在未指明积分路径以前就没有意义。
因为积分与路径有关,路径不同,积分的结果也不同。相同的初位置,可以有多种不同的积分值,
没有确定的意义,因而不能根据它引入电势的概念。
2. 磁化电流与传导电流有何不同之处,又有何相同之处?
【答案】不同之处:(1)磁化电流激发附加磁场,而传导电流产生外磁场; (2)磁化电流对磁场强度并无贡献,而传导电流决定磁场强度。 相同之处:它们都能影响磁场的分布。
3. 若一个电子和一个质子具有同样的动能,哪个粒子的德布罗意波长较大?
【答案】根据经典力学动能公式罗意波长为
和德布罗意波长公式
,可得到电子的德布
。因为
可得到
还有没有意义?从原则上讲,这时
,同理,
质子的德布罗意波长为
即电子的德布罗意波长较大。
4. 在晶体衍射中,为什么不能用可见光?
【答案】晶体中原子间距的数量级为应小于
是晶体中原子间距的1000倍。因此,在晶体衍射中,不能用
但可见光的波长为
要使原子晶格成为光波的衍射光栅,光波的波长
可见光。
5. 微观粒子波动性用什么来描述?其随时间变化遵守什么方程?
【答案】用波函数描述,其随时间变化遵守薛定谔方程。
6. 经典力学认为,如果已知粒子在某一时刻的位置和速度,就可以预言粒子未来的运动状态,在量子力学看来是否可能?试解释。
【答案】量子力学用波函数描述粒子的运动,波函数是概率函数,只能得到粒子出现的概率。同时由于不确定关系,无法同时准确得到位置和速度。
7. 气体分子的平均速率、最概然速率和方均根速率的意义有何不同?
【答案】在平衡态下,平均速率是N 个气体分子速率的平均值;最概然速率则是与速率分布
函数的极大值相对应的速率;而方均根速率是指分子速率平方的平均值。三种统计速率都反
映了大量分子作热运动时的统计 规律,但它们应用于不同问题的研宄中,如方均根速率常用来计算分子的平均平动动能,平均速率则用来讨论分 子的碰撞,而最概然速率在分析分子速率分布问题时常被使用。
8. 利用双折射现象如何制成波片?
【答案】波片是由一块表面平行的单轴晶体(如方解石、石英等)切割成的薄片。当一束振
幅为的平行光垂 直入射到波片上时,在入射点分解为光和光,并具有相同的相位,光进入晶体后
,
光和光的传播速度不同,二者的波长不同,逐渐形成相位不同的两束光。经过厚度
为的波片后,相位差为
可见,
切割成的薄片的厚度不同,两束光之间的相位差不同,这样就可以制成不同的波片。常见的波片是
波片和半波片。
9. 刚体绕定轴转动时,其内部各质点的运动学参量有何差异?
【答案】作定轴转动的刚体在转动过程中,其内部各质点的运动学参量中的角量(包括角位移、角速度和角加速 度等)都相同,但各质点的线量(如位移、速度和加速度等)均不相同。
10.如图所示,杨氏双缝实验中,在一条光路上插入一块玻璃,则原来位于中央的干涉明纹将向哪侧移动?
图
【答案】在下侧的一条光路上插入一块玻璃,则原来位于中央的干涉明纹将向下侧移动。
二、计算题
11.偏振分束器可把入射的自然光分成两束传播方向互相垂直的偏振光,其结构如图1所示。两个等边直角玻璃棱镜的斜面合在一起,两斜面间有一多层膜。多层膜是由高折射率材料(硫化锌,
)和低折射率材料(冰晶石,
以45°角入射到多层膜上。
(1)为使从膜层反射的光为线偏振光,玻璃棱镜的折射率几应取多少? (2)画出反射光和透射光的振动方向;
(3)为使透射光的偏振度最大,高折射率层和低折射率层的厚度的最小值是多少?
)交替镀膜而成。如用氩离子激光(λ=514.5 nm)
图1
【答案】(1)设沿光的传播方向薄膜按折射率为
的顺序排列,如图2所示。
图2
光束以i=45°由折射率为n 的玻璃入射于高折射率
由折射定律,在界面,有在
界面的入射角即为
且为布儒斯特角,有
的薄膜,在
中的折射角分别为
。
因此,玻璃棱镜的折射率:
(2)各膜层的界面相互平行且交替排列,根据布儒斯特定律,光束在各膜层界面的入射角都是相应的布儒 斯特角。因此,在各膜层界面的反射光都是光振动方向垂直于入射面的偏振光。反射线都相互平行,且与折射光 线相垂直,其反射光和透射光的振动方向如图2所示。
(3)设膜层厚度为
膜层厚度为
在膜两界面波长为λ的反射光干涉加强时(如图中b 和c ), 其光程差为:
在屯膜两界面波长为λ的反射光干涉加强时(如图中a 和b ), 其光程差为:
将满足布儒斯特定律时,
反射角和折射角的关系有
代入光在两种界面的折射定律,