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一、简答题(每题5分,共50分)
1.光电效应和康普顿效应,都包含了电子与光子的作用,试问这两个过程有什么不同?
2.在激光工作物质中,如果只用基态和某一激发态能否实现粒子数反转?申述你的理由。
3.“带正电的物体,电势一定是正的,带负电的物体,电势一定是负的”。这种说法是否正确,理由是什么?
4.简述玻尔氢原子理论的三个基本假设的内容。
5.什么是运动的迭加原理?其适用条件是什么?
6.角动量定理的内容是什么?写出其数学表达式。
7.波的衍射现象的本质是什么?
8.为什么只有在传给气体一定热量时,才可能发生气体的等温膨胀?
9.用金属丝绕制的标准电阻要求是无自感的,怎样绕制自感系数为零的线圈?
10.玻尔氢原子理论的成功与局限性是什么?
二、计算题(每题15分,共90分)
1.双缝干涉实验装置如图所示,双缝与屏之间的距离D=120cm,两缝之间的距离d=0.50mm,用波长λ=5000Å的单色光垂直照射双缝。
(1)求原点O(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标x。
(2)如果用厚度l=1.0×10-2mm,折射率n=1.58的透明薄膜复盖在图中的S1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x’。
2.在弹性媒质中有一沿x轴正向传播的平面波,其波动方程为若在x=5.00m处有一媒质分界面,且在分界面处位相突变π,设反射后波的强度不变,试写出反射波的波动方程。
3.现有一根单芯电缆,电缆芯的半径为r1=15mm,铅包皮的内半径为r2=50mm,其间充以相对介电常数εr=2.3的各向同性均匀介质。求当电缆芯与铅包皮间的电压为U12=600V时,长为l=1km的电缆中贮存的静电能是多少?
(ε0=8.85×10-12C2N-1m-2)
4.观测者甲和乙分别静止于两个惯性参照系K和K’中,甲测得在同一个地点发生的两个事件的时间间隔为4s,而乙测得这两个事件的时间间隔为5s,求:
(1)K’相对于K的运动速度;
(2)乙测得的这两个事件发生的地点的距离。
5.假定地球的磁场是由地球中心的小电流环产生的,已知地极附近磁感应强B为6.27×10-5 T, 地球半径为R= 6.37×106 m,μ0=4π×10-7 H/ m, 试用毕奥-萨伐尔定律求小电流环的磁矩大小。
6.有一定质量的理想气体,其初始状态的参量为P0、V0、、T0,现令其分别经过下列两种变化过程:第一种过程是作等压膨胀,温度升高到2T0;第二种过程是定容加热,温度升高到2T0。问:在这两种变化过程中,(1)气体的内能变化是否一样?为什么?(2)气体对外做功是否一样?为什么?(3)气体是吸热还是放热?哪一种过程吸(或放)的热量较多?为什么?
三、证明题(10分)
一质量为m带电量为-q的质点沿一圆轨道绕一带电量为+Q的电荷运动,证明运动中两者间的距离的立方与运动周期的平方成正比。