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一、简答题

1． 你怎样才能使罗盘磁针的磁性反转过来？

【答案】可以通过施加很强的反向磁场来使罗盘磁针的磁性反转过来。

2． 为什么在玻尔的氢原子理论中，略去了原子内粒子间的万有引力作用？

【答案】原子内的粒子间距离很近，万有引力作用远小于电磁相互作用。

3． 为什么两个独立的同频率的普通光源发出的光波叠加时不能得到光的干涉图样？

【答案】因为只有相干光才能发生光的干涉。而相干光的条件有三个：频率相同、振动方向相同以及相位差恒定。普通光源只满足频率相同而不能满足其他两条件，故不是相干光，因而不能发生干涉。

4． 为什么光线在引力场中会弯曲？

【答案】广义相对论的一个最奇特的结论是引力场时空发生弯曲。广义相对论认为，物质质能的存在将使周围的时空弯曲；只受引力的“自由”粒子沿着测地线运动，从而表现出受引力作用。可以形象地概括为：时空的弯曲听从于物质的存在，而物质的运动听从于时空的弯曲。在这两个理论中都没有超距作用的概念。

5． 为什么核子由强相互作用决定的结合能和核子数成正比？

【答案】核的结合能和其中核子数成正比就是说核的平均结合能大致相等。这一事实是强力的短程性的直接后果。由于一个核子只和与它紧靠的其他核子有相互作用，而在合能和其中的核子数成正比的结果。

时核内和一

个核紧靠的粒子数也基本不变了，所以每一个粒子的结合能也就基本不变了。这就导致了核的结

二、计算题

6． 当电子的德布罗意波长等于其康普顿波长时，求：

（1）电子动量；

（2）电子速率与光速的比值。

【答案】由题知，电子的德布罗意波长等于其康普顿波长，即

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，故电子的动量

电子的速率与光速的比值

7． —质点同时参与两个在同一直线上的简谐振动

试求其合振动的振幅和初相位（式中以计【答案】因

则合成振幅

合成初相

故

8． 在观测者与单缝间放置一个每厘米刻有5000条刻线的衍射光栅，衍射光栅与单缝之间的距离为

且光栅刻线与单缝平行。用某单色光垂直照射单缝，在单缝两侧有标尺，当观测者贴近光

则试求该入射单

栅时可看到标尺处呈现 单缝的虚像。若两个第一级虚像到单缝的距离都为色光的波长。

【答案】由光栅方程可知第一级主极大应满足

其中光栅常量

由题可知衍射角又满足

将上述几式联立可得入射单色光的波长为

9． 原子核的结合能。已知质子和中子的质量分别为

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以计）。

两个质子和两个中子组成一氦核

时释放出来的能量。

实验测得它的质量为

试求形成一个氦核

【答案】两个质子和两个中子组成氦核之前，总质量为

氦核质量小于质子和中子的总质量，

这差额

称为原子核的质量亏损。对于

根据质能关系式得到的结论：物质的质量与能量之间有一定的关系，当系统质量改变一定有相应的

能量改变该能量就是原子核的结合能。

所以形成一个氦核时所释放的能量为

10．—正弦式声波，沿直径为0.14 m的圆柱形管行进，波的强度为波速为300m/s。问：

（1）波中的平均能量密度和最大能量密度是多少？ （2）每两个相邻的、相位差为2π的同相面间有多少能量？ 【答案】（1）根据题意，波中的平均能量密度为：

最大能量密度为：

（2

）每两个相邻的、相位差为

的同相面间的能量为：

11．根据麦克斯韦速度分布律，求气体分子速度分量平动自由 度所具有的平动能。

【答案】依题意，

因为

则

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核

时，

由此可知，当质子和中子组成原子核时，将有大量的能量放出，

频率为300 Hz,

的平方平均值，并由此推出气体分子每一