2016年吉林师范大学信息技术学院大学物理(光学部分)之普通物理学考研复试题库
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2016年吉林师范大学信息技术学院大学物理（光学部分）之普通物理学考研复试题库（一） . 2 2016年吉林师范大学信息技术学院大学物理（光学部分）之普通物理学考研复试题库（二） 10 2016年吉林师范大学信息技术学院大学物理（光学部分）之普通物理学考研复试题库（三） 18 2016年吉林师范大学信息技术学院大学物理（光学部分）之普通物理学考研复试题库（四） 26 2016年吉林师范大学信息技术学院大学物理（光学部分）之普通物理学考研复试题库（五） 34
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一、简答题
1． 一定量的理想气体分别经绝热、等温和等压过程后膨胀了相同的体积，试从p-V 图上比较这三种过程做功的差异。
【答案】理想气体分别经绝热、等温和等压过程膨胀相同的体积，三者中绝热过程做功最少，等压过程做功最多。
2． 功可以完全变为热，热不能完全变为功，这种说法正确吗？
【答案】这种说法不够准确，因为在允许外界变化的前提下热也可以完全变为功。
3． 假设光子在某个惯性系中的速率为c ，那么，是否存在这样一个惯性系，光子在这个惯性系中的速率不等于c?
【答案】由洛伦兹速度变换公式可知，如果光子在一个惯性系中的速率为c ，那么，对于任一个惯性系，光子在这个惯性系中的速率
的惯性系。
4． 质点的动量和动能是否与惯性系的选择有关? 质点的动量定理和动能定理是否与惯性系的选择有关？
【答案】（1）质点的位移、速度是相对的，其值与惯性系的选取有关，所以与之相关的动量和动能与惯性系的选 择有关。
（2）虽在不同的惯性参考系中，动量和动能各有不同的值，但在每个惯性参考系中都存在各
自的动量定理 和动能定理，这就是说，质点的动量定理和动能定理的形式与惯性系的选择无关。
5． 用光的波动说解释光电效应实验存在哪些困难？
【答案】（1）金属中的自由电子，由于受到带正电的原子核的吸引，必须从外部获得足够的能量才能从金属中逸出。按照波动理论，光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由光波的振幅决定的，跟频率无关，因此无论光的频率如何，只要光的强度足够大或照射时间足够长，都能够使电子获得足够的能量产生光电效应。然而这跟实验结果是直接矛盾的。极限频率的存在，即频率低于某一数值的光不论强度如何都不能产生光电效应，这是波动理论不能解释的。
（2）波动理论也不能解释光电子的最大初动能只与光的频率有关而与光的强度无关。
第 2 页，共 40 页 因此不存在使光子在其中速率不等于c
（3）产生光电效应的时间之短，也跟波动理论相矛盾，一束很弱的光波照射到物体上时，它的能量分布到大量的原子上，怎么可能在极短的时间内把足够的能量集中到一个电子上面使它从物体中飞出来呢。
6． 利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以检测工件表面极小的加工纹路。在经过精密加工的工件表面上放一光 学平晶，使它们之间形成空气劈尖，用单色光垂直照射玻璃平晶，并在显微镜下观察到干涉条纹如图所示， 试根据干涉条纹的弯曲方向，判断工件的表面是凸的还是凹的？
图
【答案】在理想情况下，在空气劈形膜上观察到的等厚条纹应为平行于棱边的直条纹。现在，有局部条纹向偏离 棱边的方向弯曲，说明在工件表面的相应位置处有一条垂直于棱边的不平的纹路。由于同一条等厚条纹对应于相 同的膜厚度，因此在图中所示的同一条纹上，弯离棱边的部分与直的部分对应的膜厚度应该相等。在理想情况下。 离开棱越远，膜的厚度应该越大；而现在在同一条纹上远离棱边处与近棱边处膜的厚度却是相等的，这说明工件 表面的纹路是凸出来的。
7． 将尺寸完全相同的铜环和木环适当放置，使通过两环中的磁通量的变化率相等。问在两环中是否产生相同的感应电场和感应电流？
【答案】产生相同的感应电场，感应电动势相同，但木环内没有感应电流。
8． 什么是坡印廷矢量？它和电场和磁场有什么关系？
【答案】坡印廷矢量就是电磁波的能流密度。它和电场和磁场的关系为
二、计算题
9． 在戴维孙一革末实验中，已知某简立方晶体的晶格常量各极大值所在的方向。
【答案】设电子束垂直投射于晶面，散射加强的方向与晶面法向的夹角为
经
静质量。
由德布罗意公式得电子的德布罗意波长：
代入布拉格方程可得在电子的散射线中，各极大值所在的方向与入射线的夹角为：
第 3 页，共 40 页 电子经电压加速，求 由布拉格公式：
式中，m 为电子的电压加速的电子运动速度并不大，其动能可表示为：