近代物理基础相关习题及解答
近代物理基础相关习题及解答
1
．
光电效应实验指出：当光照射到金属上，（1）只有当光频率大于一定值γ时，才有光电子发射出;(2)
1．1 在0K 附近，钠的价电子能量约为3eV ，求其德布罗意波长。
解 根据德布罗意波粒二象性的关系，可知
E=hv ，
λ
h
P =
如果所考虑的粒子是非相对论性的电子（2c E e μ<<动），那么
e
p
E μ22
=
如果我们考察的是相对性的光子，那么
E=pc
注意到本题所考虑的钠的价电子的动能仅为3eV ，远远小于电子的质量与光速平方的乘积，即eV 61051.0?，因此利用非相对论性的电子的能量——动量关系式，这样，便有
p
h =
λ
nm
m
m E c hc E h e e 71.01071.031051.0210
24.1229
6
62
=?=????=
=
=
--μμ
在这里，利用了
m eV hc ??=-6
10
24.1
以及
eV c e 6
2
1051.0?=μ
最后，对
E
c hc e 2
2μλ=
作一点讨论，从上式可以看出，当粒子的质量越大时，这个粒子的波长就越短，因而这个粒子的波动性较弱，而粒子性较强；同样的，当粒子的动能越大时，这个粒子的波长就越短，因而这个粒子的波动性较弱，而粒子性较强，由于宏观世界的物体质量普遍很大，因而波动性极弱，显现出来的都是粒子性，这种波粒二象性，从某种子意义来说，只有在微观世界才能显现。
14、说明：如果算符A
?和B ?都是厄米的，那么 (A
?+B ?)也是厄米的 证： ???+=+τψψτψψτψψd B
d A d B A 2*12*12*1??)??( ??+=τψψτψψd B d A *)?(*)?(1212
?+=τψψd B A *])??[(1
2 ∴ A
?+B ?也是厄米的。
15、问下列算符是否是厄米算符：
①x p x
?? ②)????(2
1
x p p x x x + 解：①??=τψψτψψd p x
d p x x x )?(?)??(2*
12*1
??==τψψτψψd x
p
d p x x
x 2121*)??
(?*)?（
因为 x x p x p
???χ≠ ∴ x p x
?? 不是厄米算符。 ②???+=+τψψτψψτψψd x p
d p x
d x p p x
x x x x 2*
12*
12*1)??(2
1
)??(2
1)]????(21[ ??+
=
τψψτψψd p x
d x p
x x 2*
12*
1)??(2
1)??(2
1 ?+=τψψd x p p x
x x 2*1]))????(21
[ ?+=τψψd p x x p
x x 2*1])????(2
1
[ ∴
)????(2
1x p p x
x x +是厄米算符。 ##
第二章波 函数和薛定谔方程
2.1证明在定态中，几率流与时间无关。 证：对于定态，可令
)]
r ()r ()r ()r ([m
2i ]
e )r (e )r (e )r (e )r ([m 2i )
(m 2i J e )r ( )
t (f )r ()t r (**Et i
Et i
**Et i
Et i
*
*Et
i
ψψψψψψψψψψψ
ψψψψ?-?=
?-?=?-?===-----）（）（，
可见t
J 与 无关。
2.3 一粒子在一维势场
??
?
??>∞≤≤<∞=a x a x x x U ，，
，0 00)( 中运动，求粒子的能级和对应的波函数。
解：t x U 与)(无关，是定态问题。其定态S —方程 )()()()(22
22
x E x x U x dx
d
m ψψψ=+-
在各区域的具体形式为 Ⅰ： )()()()(2 01112
22
x E x x U x dx d
m x ψψψ=+-
<
①
Ⅱ： )()(2 0 222
22
x E x dx d
m a x ψψ=-
≤≤
②
Ⅲ： )()()()(2 3332
22
x E x x U x dx
d
m a x ψψψ=+-
>
③
由于(1)、(3)方程中，由于∞=)(x U ，要等式成立，必须
0)(1=x ψ 0)(2=x ψ 即粒子不能运动到势阱以外的地方去。
方程(2)可变为0)(2)(22
2
22
=+
x mE dx
x d ψψ
令2
22
mE k =
，得
0)()(22
222
=+x k dx
x d ψψ
其解为 kx B kx A x cos sin )(2+=ψ ④ 根据波函数的标准条件确定系数A ，B ，由连续性条件，得 )0()0(12ψψ=⑤
)()(32a a ψψ=⑥
⑤ 0=?B
⑥
0sin =?ka A )
,3 ,2 ,1( 0
s i n 0 ==?=∴≠n n ka ka A π
∴x a
n A x πψsin )(2=
由归一化条件
1)(2
=?
∞
dx x ψ
得 1s i n
2
2
=?
a
x d x a
n A
π
由
mn a
b
a xdx a
n x a
m δππ?
=
*2
sin
sin
x a n a x a
A π
ψs i n 2
)(22=
∴=
?
2
22
mE k =
),3,2,1( 22
2
22
==
?n n ma
E n π可见E 是量子化的。
对应于n E 的归一化的定态波函数为
??
?
??><≤≤=-a x a x a x xe a
n a t x t E i n n , ,0 0 ,sin 2),(
πψ #
2.4. 证明（2.6-14）式中的归一化常数是a
A 1=
'
证：
??
?
?
?≥<+'=a
x a x a x a n A n
,0
),(sin πψ
（2.6-14）
由归一化，得
a
A a x a
n n a
A a A dx
a x a n A x
A dx a x a
n A dx
a x a
n A dx a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
n
2
2
2
2
2
2
2
22)
(sin 2
)(cos 2
2
)](cos 1[2
1)(sin 1'=+?
'-'=+'-'=
+-'=+'=
=
-----∞?
?
?
?
ππ
πππψ
∴归一化常数a
A 1=
' #
1.通过测量β衰变的β粒子能谱，可得出正确的结论：C
A. 为连续谱，但最大值不确定，故与核具有能级相矛盾；
B. 为连续谱，有确定的最大值，故与核具有能级相矛盾；
C. 为连续谱，有确定的最大值，但仍可确定核能级；
D. 为连续谱，没有确定的最大值，故仍可确定核能级。
2.碱金属原子形成精细结构光谱的选择定则为
?l =±1; ?j =±01,
, 对于氢原子形成精细
结构光谱的选择定则与上述选择定则 B
A. 不同;
B. 相同;
C. ?l 相同, ?j 不同;
D. ?l 不同, ?j 相同。
3. 用电压V 加速的高速电子与金属靶碰撞而产生X 射线，若电子的电量为 - e ，光速为c ，
普朗克常量为h ，则所产生的X 射线的短波限为：C
A. hc 2/eV ；
B. eV/2hc ；
C. hc/eV ；
D. 2hc/eV 。 4. 由状态2p3p 3P 到2s2p 3P 的辐射跃迁：C
A. 可产生9条谱线；
B. 可产生7条谱线；
C. 可产生6条谱线；
D. 不能发生。 5.下列粒子中不服从泡利不相容原理的是：B
A. 质子；
B. 光子；
C. 中子；
D. 电子。
6..原始的斯特恩-盖拉赫实验是想证明轨道角动量空间取向量子化, 后来结果证明的是:C
A. 轨道角动量空间取向量子化;
B. 自旋角动量空间取向量子化;
C. 轨道和自旋角动量空间取向量子化;
D. 角动量空间取向量子化不成立。
7. .在Z A
Z A X Y
H e
→
+--24
24
衰变过程中，衰变能E d 与α粒子动能E α的关系是：A
A ．E E A A d =-α()4;
B. E E A A d =-α(
)4; C. E E A
Z d =-α(
)2
;
D. E E Z A
d =-α(
)2。
8..用波数为~v 0的单色光去照射透明物体，并在与入射方向成直角的方向上观察散射光，发现散射光中除了原来的波数~v 0之外，还有~v 0±~v i 的新波数出现，其中~v i
与：C A. 入射光波数的一次方有关； B. 入射光波数的平方有关；
C. 散射物性质有关；
D. 散射物性质无关。
9. .He +中的电子由某个轨道跃迁到另一轨道，相应物理量可能发生的变化如下：C A. 总能量增加，动能增加，加速度增加，线速度增加； B. 总能量增加，动能减少，加速度增加，线速度减少； C. 总能量减少，动能增加，加速度增加，线速度增加； D. 总能量减少，动能增加，加速度减少，线速度减少。
10..由状态2p3p 3P 到2s2p 3P 的辐射跃迁：C
A. 可产生9条谱线；
B. 可产生7条谱线；
C. 可产生6条谱线；
D. 不能发生。
11..某原子中三个未满支壳层的电子分别处于s 、p 、d 态，则该原子可能有的原子态数应是：C
A. 7；
B. 8；
C. 17；
D. 18。
12..对氢原子,考虑精细结构之后,其赖曼系一般结构的每一条谱线应分裂为:A
A. 2条;
B. 3条;
C. 5条;
D. 不分裂。
13..卢瑟福由α粒子散射实验得出原子核式结构模型时，所依据的理论基础是：D
A. 普朗克能量子假设;
B. 爱因斯坦的光量子假设;
C. 狭义相对论;
D. 经典理论。 14.原子中轨道磁矩μL 和轨道角动量L 的关系应为 :C A .;μL e
e m =L
B .;μL e
e m =
2L C .;
μL e
e m =-
2L D ..μL e
e m =-
L 。
15.在进行卢瑟福理论实验验证时，发现小角度散射与理论不符，这说明：D
A. 原子不一定存在核式结构;
B. 散射物太厚;
C. 卢瑟福理论是错误的;
D. 小角散射时,一次散射理论不适用。
二．填空题(共8题, 共有30分 )
1. 提出电子自旋概念的主要实验事实是-----------------------------------------------------------------------------和
_________________________________-。
1.碱金属光谱的精细结构；斯特恩-盖拉赫实验.。 （各1.5分）
2. 泡利不相容原理可表述为：——————————————————————————————————————————————
——————————————————————————————————，
它只对________子适用，而对
____________子不适用。
.在同一原子中不能有两个或两个以上的电子处于同一状态（或：在同一原子中不能有
两个或两个以上的电子具有完全相同的n l m m l s ,,,四个量子数）(3分)；费米(1分); 玻色(1分)。
3.
5.按照电子的壳层结构， 原子中 相同的电子构成一个壳层； 同一壳
层中 相同的电子构成一个支壳层。第一、三、五壳层分别用字母表示应依次是 、 、 。
主量子数）n (1分)；{ 角量子数（或轨道量子数）}l (1分)；K ；M ；O (各1分) 。 注：（括号内的文字可不填）。
6.钾原子的电离电势是4.34V ，其主线系最短波长为 6.2.86?102 nm 。
5.1895年 在用阴极射线管做实验时，发现了一种能使荧光物质发荧光的射线，他进一
步研究还发现该射线具有——————————————————————————————————，——————————————————————————————————，——————————————————————————————————和——————————————————————————————————
的性质。
5.伦琴；很强的贯穿本领；不被电磁场偏转；使气体电离；使照相底片感光。
注：不能答：本质为电磁波。
6.一原子质量单位定义为 原子质量的 。 6.12C ； 1/12。 (各1.5分)
----(3分)
7.试确定波长为300nm, 强度为3?10-14W/m 2的单色光束所对应的光子通量。
.解::
波长为300nm 的单个光子的能量为
,J 10
6.6J 10
00.310
0.310
6.619
7
8
34
---?=????=
=
=λ
hc
hv E (2分)
所以光子数通量为 2
1
4
19
14m
s
105.410
6.6103----?=??=
=
E I N
计算题：
1.在斯特恩－盖拉赫实验中，极不均匀
的横向磁场梯度为
??B z
z =10. T /cm
，磁极的纵
向长度d =10cm, 磁极中心到屏的长度
D =30cm(如图所示), 使用的原子束是处于基态3
P 2的氧原子，原子的动能E k =20 meV , 试求屏上线束边缘成分之间的距离。 1.解:：
氧原子的基态3
P 2, ∴==±± =1, 2 1 2 S J M ,,,
∴=
+
+-++=
+
?+-?+??+=
g S S L L J J 32
112132
111111222132
()()
()
()()
()
(3分)
z B
F B z
M g B z
z
z z ==μμ????, (3分)
设原子束在磁场时的方向为x 轴正向 原子束在磁场出口的偏离为： 1z F m d v z
==???? ?
?
?12
12at
2
2
, (3分) 与x 轴的夹角为α： tg d d d d d d
α=
=z x
z t t x
F m d z ＝
v
2
,
屏上两边缘线束之间的距离为：
(cm)
6.210
2030.010.010
0.110
788.52
32= )tg 2
-(+2=2= 3
2
5
B 1=???
?????
?
=??--z
B E dD Mg d D z z z z k
??μα (3分)
----(15分)
常数表
普朗克常数 h = 6.626 ?10-34
J ?s = 4.136?10-15
eV ?s 里德堡常数 R ∝ = 1.097?107
m -1
基本电荷 e = 1.602 ? 10-19C 阿伏伽德罗常数 N A = 6.022?1023mol -1
复合常数 hc = 1240eV ?nm 玻耳兹曼常数 k = 1.380?10-23J ?K -1 = 8.617?10-5eV ?K -1 电子质量 m e = 9.11?10-31kg = 0.511Mev/c 2 质子质量 m p = 1.67?10-27kg = 938MeV/c 2
质子质量 m p = 1.67?10-27kg = 938MeV/c 2 玻尔磁子 μB = 9.274?10-24J ?T -1 = 5.788?10-5eV ?T -1 玻尔半径 a 0 = 0.529?10-10m 原子质量单位 u = 1.66?10-27kg = 931MeV/c 2
复合常数
e
2
4πε = 1.44eV ?nm
----(3分)
近代物理学(近三年高考题)
【2018年高考考点定位】 作为选择题与填空题,本考点得涉及面广,选项可能涉及近代物理学史,波尔模型,光电效应与原子核结构,而填空题可能涉及衰变、核反应方程得书写、光电效应得极限频率与最大初动能等,既就是备考得重点也就是命题得热门选项。 【考点pk 】名师考点透析 考点一、波粒二象性 【名师点睛】 1、 量子论:①普朗克认为物质得辐射能量并不就是无限可分得,其最小得、不可分得能量单元即“能量子”或称“量子”,也就就是说组成能量得单元就是量子。每一份电磁波得能量νεh =②物质得辐射能量不就是连续得,而就是以量子得整数倍跳跃式变化得○31905年,爱因斯坦奖量子概念推广到光得传播中,提出了光量子论。。即:νεh =、 其中就是电磁波得频率,h 为普朗克恒量:h=6、63×10 －34 s J ? 2、黑体与黑体辐射:○1任何物体在任何温度下都要发射各种波长得电磁波,并且其辐射能量得大小及辐射能量按波长得分布都与温度有关。○2随着温度得升高,黑体得辐射强度都有增加; ○3随着温度得升高,辐射强度得极大值向波长较短方向移动。 3、光电效应:在光得照射下,金属中得电子从表面逸出,发射出来得电子就叫光电子,①任何一种金属都有一个极限频率,入射光得频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于极限频率得光不能发生光电效应。②光电子得最大初动能与入射光得强度无关,光随入射光频率得增大而增大。③大于极限频率得光照射金属时,光电流强度(反映单位时间发射出得光电子数得多少),与入射光强度成正比。④ 金属受到光照,光电子得发射一般不超过10－9 秒。波动说认为:光得能量即光得强度就是由光波得振幅决 定得与光得频率无关。所以波动说对解释上述实验规律中得①②④条都遇到困难 考点二、原子结构 1. 汤姆生原子结构模型:1897年英国物理学家汤姆生发现了电子,从而打破了原子不可再分得观念,揭示出原子也有复杂得结构。汤姆生得原子模型:1903年汤姆生设想原子就是一个带电小球,它得正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电得电子镶嵌在正电荷中。 2、 原子核式结构模型:实验结构图如下,实验现象:a 、 绝大多数粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,不发生偏转。b 、 有少数粒子发生较大角度得偏转c 、 有极少数粒子得偏转角超过了90°,有得几乎达到180°,即被反向弹回。结论 →否定了汤姆生原子结构模型,提出核式结构模型即在原子中心存在一个很小 得核,称为原子核,原子核集中了原子所有正电荷与几乎全部得质量,带负电荷得电子在核外空间绕核旋转。 3、 波尔得原子机构模型:○1原子核式结构模型与经典电磁理论得矛盾(两方面) a 电子绕核作圆周运动就是
大学物理近代物理学基础公式大全
一． 狭 义相对论 1． 爱因斯坦的两个基本原理 2． 时空坐标变换 3． 45（1（2）0 m m γ= v = （3）0 E E γ= v =（4） 2222 C C C C v Pv Pv Pv P E E E E ==== 二． 量子光学基础 1． 热辐射 ① 绝对黑体:在任何温度下对任何波长的辐射都能完全吸收的物体。 吸收比：(T)1B αλ、＝ 反射比：(T)0B γλ、＝ ② 基尔霍夫定律(记牢) ③ 斯特藩-玻尔兹曼定律 -vt x C v = β
B B e e ：单色辐射出射度 B E ：辐出度，单位时间单位面积辐射的能量 ④ 唯恩位移定律 m T b λ?= ⑤ 普朗克假设 h εν= 2． 光电效应 （1） 光电效应的实验定律： a 、n I ∝光 b 、 0 00a a a a e U ek eU e U ek eU e U ek eU e U ek eU νννν----＝＝＝＝ （23、 4 三． 1 ② 三条基本假设 定态，，n m n m h E E h E E νν=-=- ③ 两条基本公式 2210.529o n r n r n A == 12213.6n E E eV n n -== 2． 德布罗意波 20,0.51E mc h E MeV ν=== 22 mc mc h h νν== 电子波波长：
h mv λ= 微观粒子的波长： h h mv mv λλ= === 3． 测不准关系 x x P ???≥h 为什么有？会应用解题。 4．波函数 ① 波函数的统计意义： 例1① ② 例2．① ② 例3．π 例4 例5，，设 S 系中粒子例6 例7． 例8． 例9． 例10． 从钠中移去一个电子所需的能量是2.3eV ，①用680nm λ=的橙光照射，能否产生光电效应？②用400nm λ=的紫光照射，情况如何？若能产生光电效应，光电子的动能为多大？③对于紫光遏止电压为多大？④Na 的截止波长为多大？ 例11． 戴维森革末实验中，已知电子束的动能310k E MeV =，求①电子波的波长；②若电子束通过0.5a mm =的小孔，电子的束状特性是否会被衍射破坏？为什么？ 例12． 试计算处于第三激发态的氢原子的电离能及运动电子的德布罗意波长。 例13． 处于基态的氢原子，吸收12.5eV 的能量后，①所能达到的最高能态；②在该能态上氢原子的电离能？电子的轨道半径？③与该能态对应的极限波长以及从该能态向低能态跃迁时，可能辐射的光波波长？
高考物理近代物理知识点之原子结构技巧及练习题含答案(1)
高考物理近代物理知识点之原子结构技巧及练习题含答案(1) 一、选择题 1．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有 A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内 B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据 C．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好的解释光谱的分立特征和原子的稳定性 D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的 2．如图是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是: A．卢瑟福α粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强 C．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关 D．铀235只要俘获中子就能进行链式反应 3．下列说法正确的是（） A．“光电效应”现象表明光具有波动性 B．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒 C．天然放射现象表明原子可以再分 D．卢瑟福根据“α粒子散射”实验建立原子结构“枣糕模型” 4．下列说法符合物理学事实的是（） A．伽利略最早证明了行星公转的轨道是椭圆 B．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力” C．法拉第在实验中将导线南北放置发现了电流的磁效应 D．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构 5．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( ) A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量 B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能
近代物理实验习题答案
《 近代物理实验》练习题参考答案一、填空 1、 核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的射线、射线和中子。因为这些粒子的尺度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。 2、探测器的能量分辨率是指探测器对于能量很接近的辐射粒子加以区分的能力。用百分比表示的能量分辨率定义为： ％峰位置的脉冲幅度宽度最大计数值一半处的全 1000V V R 。能量分辨率值越小，分辨能 力越强。 3、射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。其中激发的方式有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。 4、对于不同的原子，原子核的质量 不同而使得里德伯常量值发生变化。 5、汞的谱线的塞曼分裂是 反常塞曼效应。6、由于氢与氘的 能级有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。 7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置 1/4波片的目的是将圆偏振光变为线偏振光 。8、射线探测器主要分“径迹型”和“信号型”两大类。径迹型探测器能给出粒子运动的轨迹，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气
泡室、火花室等。这些探测器大多用于高能核物理实验。信号型探测器则当一个辐射粒子到达时给出一个信号。根据工作原理的不同又可以分成气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器三种，这是我们在低能核物理实验中最常用的探测器。 9、测定氢、氘谱线波长时，是把氢、氘光谱与铁光谱拍摄到同一光谱底 片上，利用 线性插值法来进行测量。 10、在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。 11、原子光谱是线状光谱。 12、原子的不同能级的总角动量量子数J不同，分裂的子能级的数量也不同。 13、盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和 ②卤素管两大类。坪特性是评价盖革－弥勒计数管的重要特性指标。包 括起始电压、坪长、坪斜等。一只好的计数管，其坪长不能过短，对于 ③有机管，其坪长不能低于150伏，对于④卤素管，其坪长不能低于50伏。坪斜应在⑤每伏___以下。计数管工作时工作点应选在坪区的⑥左 1/3-1/2__处。 14、由于光栅摄谱仪的色散接近线性，所以可以使用线性插值法测量光谱线波长。 15、必须把光源放在足够强磁场中，才能产生塞曼分裂。 二、简答题 1.如何区分盖革－弥勒计数管的正负极？
现代物理基础丛书
现代物理基础丛书 1《现代声学理论基础》马大猷著 2《物理学家用微分几何》（第二版）侯伯元、侯伯宇著3《数学物理方程及其近似方法》程建春 编著 4《计算物理学》马文淦编著 5《相互作用的规范理论》（第二版）戴元本著6《理论力学》张建树、孙秀泉、张正军编著 7《微分几何入门与广义相对论》（上册）（第二版）梁灿彬、周彬著8《物理学中的群论》（第二版）马中骐著 9《辐射和光场的量子统计理论》曹昌祺著 10《实验物理中的概率和统计》（第二版）朱永生著11《声学理论与工程应用》何琳、朱海潮、邱小军、杜功焕编著 12《高等原子分子物理学》（第二版）徐克尊著 13《大气声学》（第二版）杨训仁、陈宇著 14《输运理论》（第二版）黄祖洽、丁鄂江著15《量子统计力学》（第二版）张先蔚编著16《凝聚态物理的格林函数理论》王怀玉著 17《激光光散射谱学》张明生著 18《量子非阿贝尔规范场论》曹昌祺著 19《狭义相对论》（第二版）刘辽、费保俊、张允中编著 20《经典黑洞和量子黑洞》王永久著 21《路径积分与量子物理导引—现代高等量子力学初步》侯伯元、云国宏、杨战营编著 22《量子光学导论》（第二版）谭维翰著23《全息干涉计量——原理和方法》熊秉衡、李俊昌编著 24《实验数据多元统计分析》朱永生编著 25《微分几何入门与广义相对论》（中册）（第二版）梁灿彬、周彬著26《中子引发轻核反应的统计理论》张竞上著 27《工程电磁理论》张善杰著28《微分几何入门与广义相对论》（下册）（第二版）梁灿彬、周彬著29《经典电动力学》曹昌祺著 30《经典宇宙和量子宇宙》王永久著 31《高等结构动力学》（第二版）李东旭编著32《粉末衍射法测定晶体结构（上册）X 射线衍射结构晶体学基础》（第二版）梁敬魁编著32《粉末衍射法测定晶体结构（下册）X 射线衍射在材料科学中的应用》（第二版）梁敬魁编著 33《量子计算与量子信息原理》［意］ Giuliano Benenti 、Giulio Casati、Giuliano Strini 著王文 阁李保文译 34《近代晶体学》（第二版）张克从著 35《引力理论》王永久著 36《低温等离子体一一等离子体的产生、工艺、问题及前景》［俄］B. M.弗尔曼、［俄］H. M.扎什京编著邱励俭译 37《量子物理新进展》（第二版）梁九卿、韦联福著 38《电磁波理论》葛德彪、魏兵著
近代物理基础练习题
信息商务学院《近代物理基础》 期末练习题 计算用物理常数: 1eV=1.6×10-19J 1uc2=931.5Mev 电子静止质量：m0=9.11×10-31kg 普朗克常数：h=6.63×10-34J·s 一、填空题（共30分，每题3分） 1．狭义相对论的两条基本原理是； 和。 2．电介质的极化有两种，一是； 二是。 3．在硅基体中掺进了3价元素锑，则形成了型半导体，其杂质能级叫 4．频率为ν 的光子的能量ε = ，动量p = ，静质量m0= 。5．在下列给出的条件中那些是产生激光的条件，将其标号列出。 （1）自发辐射（2）受激辐射（3）粒子数反转（4）两能级系统（5）谐振腔 6．在太阳能电池中，本征半导体锗的禁带宽度是0.67eV，它能吸收的辐射的最大波长是m。 7．放射性衰变的三种形式是衰变、衰变、衰变。8．光电效应中从铝中逸出一个电子最少需要4.2eV的能量，铝的红限波长为nm。9．在布喇菲晶体点阵分类中，三维晶格的布喇菲胞共有种。 10．氢原子中的电子处于量子数为n=4，l=3的量子态，则该电子角动量L的值为 二、分析与计算题（共50分，每题10分） 1．一静止长度为l0的火箭（可看作S’系）以恒定速度u相对参考系S运动，某时刻从火箭头部A发出一光信号。 (1)对火箭上的观察者，求光信号从火箭头部A到达火箭尾部B所需的时间？ (2)对S系中的观察者，求光信号从火箭头部A到达火箭尾部B所需的时间？
2、一电子与光子的波长都为0.2nm ，不考虑相对论效应，他们的动量和能量各为多少？ 3、设粒子在一维无限深势阱中运动，波函数为； 求粒子在第一激发态（n=2）中，几率最大的位置。 （1）写出密度函数； （2）求几率最大的位置。 4、在氦氖激光器中，从氖的5s 到3p 能级跃迁时辐射632.8nm 的激光，已知将氖原子从基态激发到3p 能级需吸收18.8eV 的能量，求将氖原子从基态激发到5s 能级需要多大的抽运能量？ 5、一维原子链，链上原子等间距分布，最近邻原子间的力常数相间地为β和10β，各原子质量相等为m 。 (1)画出一维单原子链模型图（要求表示出原子位移及力常数）； （2）写出第2n 个原子的振动方程 二、应用题（10分） 1．1932年，科可洛夫赫瓦尔顿用加速后的质子轰击锂（Li 73）原子发生裂变反应，产 生了两个完全相同的粒子，并放出大量能量。 （1）写出此裂变反应式 （2）求反应放出的能量（单位取Mev ）。（锂核（Li 73）质量7.016005u ，氦核(He 4 2)质量 4.002603u ，质子(H 11)质量1.007825u ） 四、综述题（10分） 按要求写出本学期学过的量子力学部分所满足的下列物理规律。
高中物理近代物理知识点详解和练习
近代物理 构 氢原子能级公式 天然衰变 人工转变 重核裂变 轻核聚变 2 1 n E E n = α衰变 质子、中子 核反应堆 热核反应 12r n r n = β衰变 的发现 一、知识网络
半衰期核能 表示放射性元素△E=△mc2 衰变的快慢 二、画龙点睛 概念 一、原子结构： 1、电子的发现和汤姆生的原子模型： （1）电子的发现： 1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列的研究，从而发现了电子。 电子的发现表明：原子存在精细结构，从而打破了原子不可再分的观念。 （2）汤姆生的原子模型： 1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的正电荷均匀分布在整个球体内，而带负电的电子镶嵌在正电荷中。 2、α粒子散射实验和原子核结构模型 （1）α粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完
成 ①装置： ②现象： a. 绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。 b. 有少数α粒子发生较大角度的偏转 c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度，有的几乎达到180度，即被反向弹回。 （2）原子的核式结构模型： 由于α粒子的质量是电子质量的七千多倍，所以电子不会使α粒子运动方向发生明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对α粒子的运动产生明显的影响。如果正电荷在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的α粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡，α粒了运动将不发生明显改变。散射实验现象证明，原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。 1911年，卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中
近代物理复习题.doc
一．选择题 1．在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的？ (1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速；光速不变原理 (2) 物体的密度的测量结果不随物体与观察者的相对运动状态而改变的；m=m(v), V=V(u) (3) 在一惯性系中发生于同一时刻，同一地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的；?t ’=0, ?x ’=0 ? ?t=0, ?x=0 洛伦兹变换 (4) 惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些。时间的膨胀 (A) (1)，(3)，(4)． (B) (1)，(2)，(4)． (C) (1)，(2)，(3)． (D) 全部正确。 ［ ］ 2． 宇宙飞船相对于地面以速度u 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部以相对于飞船u 的速率发出一个子弹，经过t ?(飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到。地面上的观测者测到这个子弹的飞行时间间隔为τ?。这两个时间间隔之间的关系是 子弹相对于地球静止(由速度变换可得), 因此?τ为原时(同一地点不同时间先后发生的两个事件) （A ）τ??t ； （C ）τ?=?t ； （D ）不能确定。 ［ ］ （可以用物理事件的概念来算，也可用时间膨胀的概念处理。但用后者时要小心。） 3． 粒子的静止质量为0m ，速度在水平方向从0增加到v (和光速可以比拟)，它的能量为： E=mc 2, m=γm 0为动质量 （A ）221mv ； （B ）2022 20/1c m c c v m --； （C ） 2220 /12v c v m -； （D ）2220/1c c v m -。 ［ ］ 4. 车站上一机械手的两个手指间距为0.1米，这两个手指在一列高速火车留下两个与火车运动方向相同的两个小抓痕，火车上两抓痕的间距为L ，则 ?t=0, ?x=l ? ?x ’=L=γ(?x)= γl 洛伦兹变换 （A ）1.0
近代物理考试复习
近代物理考试复习
1.什么是量子力学，简述量子力学的发展过程，举例量子力学的实际应用。 答：量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。 量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。 十九世纪中期，物理学形成了完整的、系统的经典理论体系。由于经典物理学在发展过程中几乎没有遇到什么重大难题，因而当时有许多物理学家错误地认为经典物理学理论是物理学的“最终理沦”，往后没有什么重大的工作可做了，只是解一下微分方程和对具体问题进行解释。但是，在经典物理学晴朗的天空中，不断出现了几朵“乌云”—经典理论无法解释的实验事实。其中最著名的是开耳芬称之为“第一号乌云”的迈克尔逊—莫雷实验与“第二号乌云”的黑体辐射实验，此外还有光电效应实验和原子光谱的实验规律等。 1900年，普朗克提出辐射量子假说，假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式（能量子）实现的，能量子的大小同辐射频率成正比，比例常数称为普朗克常数，从而得出普朗克公式，正确地给出了黑体辐射能量分布。 1905年，爱因斯坦引进光量子（光子）的概念，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系，成功地解释了光电效应。其后，他又提出固体的振动能量也是量子化的，从而解释了低温下固体比热问题。 1913年，玻尔在卢瑟福原有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。按照这个理论，原子中的电子只能在分立的轨道上运动，在轨道上运动时候电子既不吸收能量，也不放出能量。原子具有确定的能量，它所处的这种状态叫“定态”，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收或辐射能量。这个理论虽然有许多成功之处，对于进一步解释实验现象还有许多困难。 在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后，为了解释一些经典理论无法解释的现象，法国物理学家德布罗意于1923年提出了物质波这一概念。认为一切微观粒子均伴随着一个波，这就是所谓的德布罗意波。 1925年，海森堡基于物理理论只处理可观察量的认识，抛弃了不可观察的轨道概念，并从可观察的辐射频率及其强度出发，和玻恩、约尔当一起建立起矩阵力学；1926年，薛定谔基于量子性是微观体系波动性的反映这一认识，找到了微观体系的运动方程，从而建立起波动力学，其后不久还证明了波动力学和矩阵力学的数学等价性；狄拉克和约尔丹各自独立地发展了一种普遍的变换理论，给出量子力学简洁、完善的数学表达形式。 激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置，都关键地依靠了量子力学的原理和效应。核磁共振的基本原理是原子核的不同自旋取向在强磁场下发生能级分裂，从而可以共振吸收某特定频率的电磁辐射。 2.论述量子力学中力学量与算符的关系。 答：在量子力学中，当微观粒子处于某一状态时，它的力学量(如坐标、动量、角动量、能量等)一般不具有确定的数值，而是具有一系列可能值，每个可能值以一定的几率出现。当粒子所处的状态确定时，力学量具有某一可能值的几率也就完全确定。例如，氢原子中的电子处于某一束缚态时，它的坐标和动量都没有确定值，而坐标具有某一确定值r或动量具有某一确定值的几率却是
大学物理习题详解—近代物理部分.doc
狭义相对论基本假设、洛伦兹变换、狭义相对论时空观 17. 2两火箭A 、B 沿同一直线相向运动，测得两者相对地球的速度大小分别是 = 0.9c, v B = 0.8c.则两者互测的相对运动速度大小为： (A) 1.7c ； (B) 0.988c ； (C) 0.95c ； (D) 0.975c. 答：B . 分析：以 A 为 S ，系，则 w=0.9c, V v =-0.8c, 由相对论速度变换关系可知： S A S' 爪 VB -0.8c-0.9c ?0& ??。.9疽一 第十七章相对论 17. 1在狭义相对论中，下列说法哪些正确？ (1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速， (2) 质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的运动状态而改变的， (3) 在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在其它一切惯性系中 也 是同时发生的， (4) 惯性系中观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比 与 他相对静止的相同时钟走得慢些. (A) (1) (3) (4) ； (B) (1) (2) (4)； (C) (2) (3) (4) ； (D) (1) (2) (3). [ ] 答：B. 分析： (1) 根据洛仑兹变换和速度变换关系，光速是速度的极限，所以(1)正确； (2) 由长度收缩和时间碰撞(钟慢尺缩)公式，长度、时间的测量结果都是随 物体 与观察者的运动状态而改变的；同时在相对论情况下，质量不再是守恒量，也 会随速度大小而变化，所以(2)是正确的； (3) 由同时的相对性，在S'系中同时但不同地发生的两个事件，在S 系中观察不 是同时的。只有同时、同地发生的事件，在另一惯性系中才会是同时发生的，故排 除⑶； (4) 由于相对论效应使得动钟变慢，故(4)也是正确的。 所以该题答案选(B) 所以选(B)
近代物理基础考试知识点
“近代物理基础”课程考试知识点 第五部分相对论基础（总分数分布11.1%） 第十八章狭义相对论 1爱因斯坦狭义相对论的基本原理；1-1-1 （1）光速不变原理内容；8-1-1 （2）相对性原理内容；3-1-3 2洛伦兹变换 （1）时空坐标公式；7-2-2 （2）速度变换公式与应用；1-2-3； 3时间延缓效应2-2-2；5-2-5 4长度的相对性3-1-8；8-1-5 5相对论质速公式与应用；6-2-4；9-2-3 6相对论动能3-1-5；6-2-4；10-2-4 7相对论质-能关系6-2-1；6-2-4；10-2-4 8光子的质量、能量与动量2-2-3；8-1-9 第六部分量子物理（总分数分布33.3%） 第十八章光的波粒二象性（第六部分分数分布33.2%）1热辐射 （1）物理本质；9-1-1；平衡辐射的物理意义；6-1-2 （2）斯特藩-玻尔兹曼定律内容与应用；1-2-2；10-2-2 （3）维恩位移定律内容与应用；3-2-4 2普朗克假设内容及物理意义；5-1-9；7-1-9；10-4 3光电效应 （1）4条实验规律；3-4；4-1-2 （2）光电子最大初动能-遏止电压关系；6-2-2，8-2-5 （3）红限的物理意义；1-1-3 （4）逸出功的意义；5-2-2 （5）爱因斯坦光量子假设内容；3-4；6-2-2 （6）爱因斯坦光电效应方程及对光电效应的解释；3-4；5-2-2；8-2-5 4康普顿散射光波的计算；4-2-2；5-2-4；9-2-1 第二十一章电子的波粒二象性（第六部分分数分布22.2%）1德布罗意假设 （1）内容及物理意义；9-1-3 （2）非相对论性德布罗意波波长的计算；6-2-5；9-2-5 2不确定性关系的数学表示式；3-1-7；7-2-1；10-2-5 3德布罗意波波函数 （1）数学表达式；4-1-4 （2）归一化条件的数学表达式；6-1-4；10-1-1 （3）归一化条件的物理意义；8-1-8 （4）波函数满足的标准条件；1-1-5 4概率密度的计算；1-2-5；2-2-1；4-2-4； 第二十二章薛定谔方程（第六部分分数分布分数分布22.2%）1定态的物理意义；4-1-9 2自由粒子一维含时薛定谔方程形式；1-1-7 3一维无限深势阱2-3；5-3；6-1-8；8-3；9-1-5
高考物理新近代物理知识点之相对论简介经典测试题(3)
高考物理新近代物理知识点之相对论简介经典测试题(3) 一、选择题 1．有一把长为L的尺子竖直放置，现让这把尺子沿水平方向以接近光的速度运行，运行过程中尺子始终保持竖直，那么我们此时再测量该尺子的长度将（） A．大于L B．小于L C．等于L D．无法测量 2．下列关于近代物理的说法，正确的是 A．玻尔理论成功解释了各种原子发出的光谱 B．能揭示原子具有核式结构的事件是氢原子光谱的发现 C．光电效应实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难 D．质能方程2 E mc 揭示了物体的能量和质量之间存在着密切的确定关系，提出这一方程的科学家是卢瑟福 3．下列说法不正确的是（） A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉 B．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的衍射现象 C．光的偏振现象证实了光是横波。 D．不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的 4．下列说法中正确的是 A．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率 B．电磁波谱波长由长到短顺序是无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线C．机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波 D．宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快 5．关于爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是（） A．中是物体以光速运动的动能 B．是物体的核能 C．是物体各种形式能的总和 D．是在核反应中，亏损的质量和能量的对应关系 6．下列关于经典力学和相对论的说法，正确的是() A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容 B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的 C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系 D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例 7．下列说法正确的是（） A．由于相对论、量子论的提出，经典力学己经失去了它的意义 B．经典力学在今天广泛应用，它的正确性无可怀疑，仍可普遍适用 C．在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变 D．狭义相对论认为，质量、长度、时间的测量结果都与物体运动状态有关 8．关于相对论的下列说法中，正确的是（） A．宇宙飞船的运动速度很大，应该用相对论计算它的运动轨道
现代物理(量子力学考试习题)
思考题 （程守诛 江之永 《普通物理学》） 1两个相同的物体A 和B,具有相同的温度，如A 物体周围的温度低于A ，而B 物休周围的温度高于B.试问:A 和B 两物体在温度相同的那一瞬间．单位时间内辐射的能量是否相等？单位时间内吸收的能量是否相等？ 2绝对黑体和平常所说的黑色物体有何区别？绝对黑体在任何温度下，是否都是 黑色的？在同温度下，绝对黑体和一般黑色物休的辐出度是否一样？ 3你能否估计人体热辐射的各种波长中，哪个波长的单色辐出度最大？ 4有两个同样的物体，一个是黑色的，一个是白色的且温度相同．把它们放在高温的环境中，哪一个物体温度升高较快？如果把它们放在低温环境中．哪一个物体温度降得较快？ 5 若一物体的温度（绝对温度数值）增加一倍．它的总辐射能增加到多少倍？ 6在光电效应的实验中，如果：(1)入射光强度增加1倍；(2)入射光频率增加1倍，按光子理论，这两种情况的结果有何不同？； 7已知一些材料的逸出功如下：钽4.12eV ,钨4.50eV ,铝 4.20eV ,钡2. 50eV ，锂2. 30eV .试问：如果制造在可见光下工作的光电管，应取哪种材料？ 8在彩色电视研制过程中．曾面临一个技术问题：用于红色部分的摄像管的设计技术要比绿、蓝部分困难，你能说明其原因吗？· 9光子在哪些方面与其他粒子（譬如电子）相似？在哪些方面不同？ 10用频率为v 1的单色光照射某光电管阴极时，测得饱和电流为I 1，用频率为v 2的单色光以与v1的单色光相等强度照射时，测得饱和电流为I2,:若I2>I1,v 1和v 2的关系如何？ 11用频率为v1的单色光照射某光电管阴极时，测得光电子的最大动能为E K1 ；用频率为v 2的单色光照射时，测得光电子的最大动能为E k2 ,若E k1 >E k2，v 1和v 2哪一个大？ 12用可见光能否观察到康普顿散射现象？ 13光电效应和康普倾效应都包含有电子与光子的相互作用，这两过程有什么不同？ 14在康普顿效应中，什么条件下才可以把散射物质中的电子近似看成静止的自由电子？ 15在康普顿效应中，反冲电子获得的能量总是小于入射光子的能量 这是否意味着入射光的光子分成两部分，其中的一部分被电子吸收．这与光子的粒子性是否矛盾？ 16 (1) 氢原子光谱中．同一谱系的各相邻谱线的间隔是否相等？(2) 试根据氢原子的能级公式说明当量子数n 增大时能级的变化情况以及能级间的间距变化情况． 17了由氢原子理论可知．当氢原子处于 n=4的激发态时，可发射几种波长的光？ 18如图所示．被激发的氢原子跃迁到低能级时，可发射波长为λ1、 λ2、 λ3的辐射．问三个波长之间的关系如何？ 19设实物粒子的质量为m, 速度为v, 由德布罗意公式 mV h mc hv /,2==λ 得 V c v /2=λ
高考物理近代物理知识点之相对论简介基础测试题附答案解析(2)
高考物理近代物理知识点之相对论简介基础测试题附答案解析(2) 一、选择题 1．甲和乙为两个不同的惯性参考系，惯性参考系甲相对惯性参考系乙以速度v（v接近光速）运动。则下列说法正确的是（） A．甲中的人看到乙中一切物理过程都变快了，乙中的人看到甲中一切物理过程都变慢了B．甲中的人看到乙中一切物理过程都变快了，乙中的人看到甲中一切物理过程都变快了C．甲中的人看到乙中一切物理过程都变慢了，乙中的人看到甲中一切物理过程都变快了D．甲中的人看到乙中一切物理过程都变慢了，乙中的人看到甲中一切物理过程都变慢了2．如图所示,地面上A、B两处的中点处有一点光源S，甲观察者站在光源旁,乙观察者乘坐速度为v（接近光速）的光火箭沿AB方向飞行.两观察者身边各有一只事先在地面校准了的相同的时钟.下列对相关现象的描述中，正确的是（） A．甲测得的AB间的距离大于乙测得的AB间的距离 B．甲认为飞船中的钟变慢了，乙认为甲身边的钟变快了 C．甲测得光速为c，乙测得的光速为c-v D．当光源S发生一次闪光后，甲认为A、B两处同时接收到闪光，乙则认为A先接收到闪光 3．关于科学家在物理学上做出的贡献，下列说法正确的是 A．奥斯特发现了申磁感应现象B．爱因斯坦发现了行星运动规律 C．牛顿提出了万有引力定律D．开普勒提出了狭义相对论 4．下列说法正确的是________． A．机械波和电磁波都能在真空中传播 B．光的干涉和衍射说明光是横波 C．铁路、民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测 D．狭义相对论指出，物理规律对所有惯性参考系都一样 5．如图所示，在一个高速转动的巨大转盘上放着、、三个时钟，下列说法正确的是（）
近代物理实验习题答案
《近代物理实验》练习题参考答案 一、 填空 1、 核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的射线、射线和中子。因为这些粒子的尺度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。 2、 探测器的能量分辨率是指探测器对于能量很接近的辐射粒子加以区分的能力。用百分比表示的能量分辨率定义为： ％峰位置的脉冲幅度宽度最大计数值一半处的全1000 V V ??=R 。能量分辨率值越小，分辨能力越强。 3、 射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。其中激发的方式有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。 4、对于不同的原子，原子核的质量 不同 而使得里德伯常量值发生变化。 5、汞的谱线的塞曼分裂是 反 常塞曼效应。 6、由于氢与氘的 能级 有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。 7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置1/4波片的目的是 将圆偏振光变为线偏振光 。 8、 射线探测器主要分“径迹型”和“信号型”两大类。径迹型探测器能给出粒子运动的轨迹，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气泡室、火花室等。这些探测器大多用于高能核物理实验。信号型探测器则当一个辐射粒子到达时给出一个信号。根据工作原理的不同又可以分成气体探测器、闪烁探测器
和半导体探测器三种，这是我们在低能核物理实验中最常用的探测器。 9、测定氢、氘谱线波长时，是把氢、氘光谱与铁光谱拍摄到同一光谱底片上，利用 线性插值法来进行测量。 10、在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。 11、原子光谱是线状光谱。 12、原子的不同能级的总角动量量子数J不同，分裂的子能级的数量也不同。 13、盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和②卤素管两大类。坪特性是评价盖革－弥勒计数管的重要特性指标。包括起始电压、坪长、坪斜等。一只好的计数管，其坪长不能过短，对于③有机管，其坪长不能低于150伏，对于④卤素管，其坪长不能低于50伏。坪斜应在⑤每伏___以下。计数管工作时工作点应选在坪区的⑥左1/3-1/2__处。 14、由于光栅摄谱仪的色散接近线性，所以可以使用线性插值法测量光谱线波长。 15、必须把光源放在足够强磁场中，才能产生塞曼分裂。 二、简答题 1.如何区分盖革－弥勒计数管的正负极 答：盖革－弥勒计数管的结构通常有两个电极，其中和外部阴极筒相连的电极是阴极（负极），和中间阳极丝相连的是阳极（正极）。 2、在单道闪烁谱仪实验中，为什么要先粗测谱型 答：这是因为单道有一定的分析范围，在本实验中所使用的单道，其分析范围为0－10V。在实验中我们先通过示波器观察，将核信号输出的脉冲高度调至8伏左右，
近代物理学模拟试卷1附答案
近代物理期末考试模拟试卷1 (共100分) 姓名:_________ 学号:_________ 成绩:_________ 一．选择题(共10题, 共有28分 ) 1.碱金属原子能级的双重结构是由于下面的原因产生: A. 相对论效应; B. 原子实极化; C. 价电子的轨道贯穿; D. 价电子自旋与轨道角动量相互作用。 2.当氦离子至少处于如下温度时，其巴耳末系才会在吸收谱中有相当的份量（当T =300K 时，k B T ≈1/40eV ） A. 103K ； B. 105K ； C. 107K ； D. 109K 。 3.对Cu （Z=29）原子，失去一个K 壳层电子的原子能量比失去一个价电子的原子能量差不多大多少倍？ A. 100,000； B. 100； C. 1000； D. 10,000。 4.某原子的两个等效d 电子组成原子态1G 4、1D 2、1S 0、3F 4, 3, 2和3P 2, 1, 0，则该原子基态为： A. 1S 0； B. 1G 4; C. 3F 2； D. 3F 4 。 5.由状态2p3p 3P 到2s2p 3P 的辐射跃迁： A. 可产生9条谱线； B. 可产生7条谱线； C. 可产生6条谱线； D. 不能发生。 6.某原子中三个未满支壳层的电子分别处于s 、p 、d 态，则该原子可能有的原子态数应是： A. 7； B. 8； C. 17； D. 18。 7.对氢原子,考虑精细结构之后,其赖曼系一般结构的每一条谱线应分裂为: A. 2条; B. 3条; C. 5条; D. 不分裂。 8.卢瑟福由α粒子散射实验得出原子核式结构模型时，所依据的理论基础是： A. 普朗克能量子假设; B. 爱因斯坦的光量子假设; C. 狭义相对论; D. 经典理论。 9.原子中轨道磁矩μL 和轨道角动量L 的关系应为 : A .;μL e e m =L B .;μL e e m =2L C .;μL e e m =-2L D ..μL e e m =-L 。 10.盖革和马斯登使能量为5MeV 的α粒子束垂直射至厚度为1μm 的金箔（Z =79）， 已知金箔的数密度为5.9?1022cm -3,他们测得散射角大于90°的概率为： A. 10-2; B. 10-4; C. 10-6; D. 10-10。 二．填空题(共8题, 共有30分 ) 1.提出电子自旋概念的主要实验事实是-----------------------------------------------------------------------------和_________________________________-。 2.已知He 原子1P 1→1S 0跃迁的光谱线在磁场中分裂为三条光谱线。若其波数间距为 ?~v ，则此磁场的磁感应强度B = 。今测得?~.v =-04671cm ，则B = 特斯拉。
近代物理实验期末笔试复习题
实验复习要点 一．微波基本特性测量实验 1.了解微波的基本特点 2.了解矩形波导管的结构及微波在波导中传输的电磁场的分布特性 3.掌握实验中用到的波导元件的名称及作用和功能 4.掌握微波在波导传输线中电磁场分布的三种状态，分析三种状态对应的负载情况， 及相应的驻波比及反射系数计算 二．核磁共振实验 1．了解核磁共振的基本原理及共振条件 2．掌握计算回磁比γF，朗德因子g F，和核磁矩μZF 3．掌握回磁比γF，朗德因子g F，和核磁矩μZF及不确定度的计算和表达式 4．掌握核磁共振实验的磁场关系及各磁场的作用及区别 三．铁磁共振实验 1.了解铁磁共振实验基本原理 2.掌握计算旋磁比γ，g因子和弛豫时间τ的计算 3.了解铁磁共振实验与核磁共振实验的相同和不同之处 4.了解线宽?H是描述铁氧材料的一个重要参数的意义 四．电子自旋共振实验 1.了解微波电子自旋共振实验基本原理 2.掌握电子自旋共振实验的魔T及样品腔的结构与工作原理 3.掌握计算样品g因子及由谐振腔振点计算波导波长λg 4.了解为什么在弱磁场情况下易观察到ESR ,而不易观察到NMR现象 五．光磁共振实验 1．掌握铷原子能级分裂的基本知识 2．掌握铷原子光抽运原理，会解释光抽运信号 3．掌握铷原子光磁共振原理，会解释光磁共振信号 4．会用线行拟合法测量铷原子g F因子及铷原子基态g F理论值 5．能够回答课后思考题 六．光速测量实验 1.掌握形成光拍需要具备的条件 2.熟悉拍频波的数学形式及拍频波波形图，能正确写出拍频波的频率表达式 3.会利用实验要求满足的条件推导出试验中的光速计算公式 4.熟悉获得相拍二光波的两种方法及各方法所得到的衍射光的频率表达式 5.会用不确定度表示测量结果 七．氢氘钠光谱实验 1.掌握氢氘光谱的巴尔末公式，熟悉氢氘光谱的各线系产生的能级跃迁 2.会利用实验得到的巴尔末线系的四条光谱计算氢氘原子的里德伯常数和核质量比 3.根据氢氘光谱各光谱波长值，分析各谱线对应的能级跃迁，并根据上述分析画出氢 氘原子的巴尔末线系的能级跃迁图，并标出前四条谱线对应的能级跃迁和波长八．微波分光实验 1.能写出双缝干涉实验中的干涉极大和极小所对应的衍射角表达式 2.会通过迈克尔逊干涉实验测算微波波长 3.掌握晶体的布拉格衍射定律，会对实验中的数据进行分析处理
近代物理实验习题答案
近代物理实验习题答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
《近代物理实验》练习题参考答案 一、 填空 1、核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的射线、射线和中子。因为 这些粒子的尺度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。 2、探测器的能量分辨率是指探测器对于能量很接近的辐射粒子加以区分的能 力。用百分比表示的能量分辨率定义为： ％峰位置的脉冲幅度宽度最大计数值一半处的全1000 V V ??=R 。能量分辨率值越小，分辨能力越强。 3、射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。其 中激发的方式有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。 4、对于不同的原子，原子核的质量 不同 而使得里德伯常量值发生变化。 5、汞的谱线的塞曼分裂是 反 常塞曼效应。 6、由于氢与氘的 能级 有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。 7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置1/4波片的目的是 将圆偏振光变为线偏振光 。 8、射线探测器主要分“径迹型”和“信号型”两大类。径迹型探测器能给出粒 子运动的轨迹，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气泡室、火花室等。这些探测器大多用于高能核物理实验。信号型探测器则当一个辐射粒子
到达时给出一个信号。根据工作原理的不同又可以分成气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器三种，这是我们在低能核物理实验中最常用的探测器。 9、测定氢、氘谱线波长时，是把氢、氘光谱与铁光谱拍摄到同一光谱底片上，利用 线性插值法来进行测量。 10、在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。 11、原子光谱是线状光谱。 12、原子的不同能级的总角动量量子数J不同，分裂的子能级的数量也不同。 13、盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和②卤素管两大类。坪特性是评价盖革－弥勒计数管的重要特性指标。包括起始电压、坪长、坪斜等。一只好的计数管，其坪长不能过短，对于③有机管，其坪长不能低于150伏，对于④卤素管，其坪长不能低于50伏。坪斜应在⑤每伏___以下。计数管工作时工作点应选在坪区的⑥左1/3-1/2__处。 14、由于光栅摄谱仪的色散接近线性，所以可以使用线性插值法测量光谱线波长。 15、必须把光源放在足够强磁场中，才能产生塞曼分裂。 二、简答题 1.如何区分盖革－弥勒计数管的正负极 答：盖革－弥勒计数管的结构通常有两个电极，其中和外部阴极筒相连的电极是阴极（负极），和中间阳极丝相连的是阳极（正极）。 2、在单道闪烁谱仪实验中，为什么要先粗测谱型
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