光学、原子物理学百题判断

1、光学和原子物理百题判断题1 .阳光在树林地面上形成圆形光斑是光的衍射现象两口大小和深度相同的井，一口是枯井，一口是水井水面在井口之下），两井底都各有一只青蛙，则 两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大。光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率小4题图8题图10题图如图所示某三棱镜顶角 =41.30。，一束白光以较大的入射角i通过棱镜后，在光屏上形形成红到紫 的彩色光带，当入射角i逐渐减小到零的过程中，屏上彩色光带会发生变化（已知几种色光的临界角C 红=41%。，C橙=41抨，C黄=4技4，J = 41.17，C紫=40.74测当入射角i逐渐减小到零的过程中 屏上红光最先消

2、失，紫光最后消失如图所示，两束单色光A、B自空气射向玻璃，经折射形成复合光束C，则下列说法中正确的是在 玻璃中，A光的光速小于B光的光速两细束平行光a、b的间距为%，斜射到一块矩形玻璃砖的同一表面上.已知在玻璃中的传播速度 vavb，设经玻璃砖两次折射后的出射光线间距为乂2，则八x2不可能小于 x1在做完化学实验后清洗试管时，我们会发现，当空试管插入水中时，从水槽侧上方看水中的试管,试管壁 有些部位会显得特别亮，这是因为空试管的外壁处发生了全反射。如图所示，海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的景物发出的或反射的光线 由于不断折射，越来越偏离原来的方向，人们逆着光线看去就出现了

3、蜃楼。这是由于海面上上层空气的 折射率比下层空气的折射率大造成的。天上的彩虹是干涉现象如图所示，光从A点射入圆形玻璃，经折射从B点射出.若射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30，AB弧所对的圆心角为120，则：玻璃的折射率为211 .水的折射率为4/3,在水面下有一点光源，在水面上看到一个圆形透光面，若看到透光面圆心位 置不变而半径不断减少，则说明光源在下沉。如果甲从平面镜中看到乙的眼睛，乙也能同时看到甲的眼睛。观察者看见太阳刚从地平线升起时，则太阳已经位于地平线上方了。在水中的潜水员斜向看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置高。一束光从空气射向折率为n=*2的某种玻璃的表面，如图所示，

4、i代表入射角，则无论入射角i是 多大，折射角r都不会超过45如图所示，ab两束不同的单色光平行从空气射入水中，发生如图示的折射，则光束a的频率较大一束红色自然光从空气射到厚度均匀的平行玻璃砖上，如图所示，则光线在1，2两表面都不可能 发生全反射abc为全反射棱镜，它的主截面是等腰三角形。如图所示。一束白光垂直入射到ac面上，在ab面 上发生全反射，若光线入射点O的位置不变，改变光线的入射方向（不考虑自bc面反射的光线）使入 射光按图中所示顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光将首先射出21 .单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变22雨后天晴的夜晚为了不踩到地上的积水，下面的判

5、断正确的是迎着月光走地上发亮处是水光走地上发暗处是水如图所示，自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从 后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行 车。尾灯的原理如图所示，则汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射一束光线从空气射入水中，入射角是400，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角在1000与1400之间。当光从一种介质射入另一种介质时，如果传播速度减小，则光的波长一定减小。光的干涉的条件是有相干波源，两个振动情况总是相同的波源是相干波源。利用激光（因为激光发出的是单色性极

6、好的光）可以形成相干波源。屏上某点到双缝的光程差等于半波长的整数倍，则该点是亮纹。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是 白色亮纹，两边出现彩色条纹。用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为4 X。.如 果增大单缝到双缝间的距离，4 X将增大。31 .各种不同形状的障碍物都能使光发生明显衍射。32.小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均 匀的34.电磁波谱。波长从大到小排列顺序为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、y射 线。各种电磁波中，除可见光以

7、外，相邻两个波段间都有重叠。光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相平行。只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时只有红色和绿色的双缝干 涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失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。干涉条纹有如下特点：任意一 条明

8、条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定 一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的衍射| 西 水面上的油膜呈现彩色是光的干涉三三圭三 51 .光的干涉、光的衍射和光电效应都说明光具有波动性。有些金属可以没有极限频率，用任何色光照射均发生光电效应。光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大。只要用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都具有同样的初动能EkK入射光照射到某金属表面发生光电效应。若将入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么有可能不 发生光电效应红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是绿光已知铯的极限

9、频率为4.545X10i4Hz，钠的为6.000X 1014Hz，银的为1.153X10i5Hz，铂的为1.529X 10i5Hz，当用波长为0.375pm的光照射他们时，可发生光电效应的是银和铂设气和是两种单色可见光1、2在真空中的波长，若气溯2，则这两种单色光相比，玻璃对单色光 1的折射率较大对光电效应的解释，金属内每个电子可以吸收一个或多个光子，当它积累到动能足够大时就能逸出某金属的逸出功为W，则能产生光电效应的入射光波长入是：入hc /W大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法

10、来说这 属于科学假说用黄光照射某种金属表面能发生光电效应，则用强度更强的红光照射该种金属表面一定也能发生光 电效应关于光的本性的正确说法是牛顿主张微粒说，惠更斯提出波动说，麦克斯韦提出电磁说，爱因斯坦 提出光子说，他们都能圆满的解释光电效应用不同颜色的单色光通过同一双缝装置，条纹间距大的色光光子能量强波长越长的电磁波波动性越明显，频率越高的电磁波粒子性越明显70.用频率小于极限频率的光来照射金属，如果照射时间足够长，金属温度升高，其电子的动能增大， 电子脱离金属所需的功减少，逸出功减少，则也会发生光电效应71 .演示光电效应的实验当验电器指针张开一定角度后，使它与锌板脱离，然后用丝绸摩擦过的玻

11、璃棒 与它接触，则张角将会减小。1897年英国科学家汤姆生发现电子。随后提出原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电 子则像枣糕内的枣子一样镶嵌在球内。1908年1911年 卢瑟福通过著名的a粒子散射实验，提出了原子核式结构。从而推翻了汤姆生的枣糕模型。a粒子散射实验的结果：a粒子通过金箔后，有极少数的a粒子基本上沿原来的方向前进；有少数 a粒子发生大角度的偏转；绝大多数的a粒子沿原路返回。根据麦克斯韦的经典电磁理论，电子绕核高速旋转的同时应该向外辐射能量，绕核半径应该越来越 小，最后摆脱原子核，此所谓“原子塌缩”矛盾。丹麦科学家玻尔认为：原子从一种定态（设能量为E1）跃迁到另一种状态（设

12、能量为E2）时，它 辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即：hv = E2 - E1原子可以从一个能级向另一个能级跃迁，在从n=6向n=2跃迁时吸收光子氢原子的核外电子从能级较高的定态向能级较低的定态跃迁时辐射光子，放出能量大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出三种不同频率的光子 玻尔理论成功的解释了氢原子光谱的规律，为量子力学奠定了坚实的基础。 Lii!；?；： 他完全挨弃了牛顿经典力学理论-氢原子的能级是电子绕核运动的动能Ek和电势能e的代数和。当我们选取无穷远处电势能为零， 各定态的电势能均为负值，其绝对值总大于同一定态电子的动能，所以各定态

13、的能量值均为负值。玻尔理论否定了卢瑟福的核式模型理论，是一个完美的理论。处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射只发射波长为入、入2、入3的三种单色光，且入1A 2 入3，则照射光的波长为入3氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后，原子的能量减小，电子的动能减小。1896年居里夫人发现了天然放射现象。天然放射现象的发现和研究，揭示了原子是具有复杂的结 构的。a射线：氦核4He，光速的1/10。电离本领最弱，贯穿本领最强。2y射线是原子核内部一个质子衰变为中子时由于由质量亏损而伴随产生的。衰变规律四守恒：电荷数守恒、质量守恒、能量守恒、动量守恒。2h衰变为208Pb要经过6次a衰变和4次8衰变。9

14、082放射性元素2（钍）经过一系列a衰变和8衰变，变成208Pb （铅）.则铅核比钍核少24个中子。9082半衰期公式可以这样来表示：N = （|）nN0 n：衰变次数；N：剩余个数；N0：初始个数。半衰期是表示放射性元素大量的原子核衰变快慢的物理量，是一种统计规律。半衰期对个别原子核 来说是无意义的，因为某个原子核什么时候发生衰变，会受到各种偶然因素的支配。96.放射性同位素24Na的样品经过6h后还剩下1没有衰变，它的半衰期是2h。11897. 1919年卢瑟福首实现原子核的人工转变并发现了质子。号N +糜一 + 1H右图中若DE能结合成F，结合过程一定要释放能量；若CB能结合成A，结合

15、过程一定要吸收能量。当前核电站应用链式反应原理通过重核裂变获得核能。重核裂变前的质量大于裂变后的质量；轻核聚变前的质量小于聚变后的质量。除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光。光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的已知能使某种金属发生光电效应的极限频率为y,则当用频率为2Y0的单色光照射该金属时， 产生光电子的最大初动能为2hy 0原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线；原子叙述小于83的元素都不能自发 地发出射线因为癌细胞对射线的耐受能力比健康细胞弱，所以在射线的照射下，癌细胞破坏得比健康细 胞快。这是射线能

16、够用于治疗癌症的原因107、如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，由图可知该金属的极限频率为4.27X1014 Hz该金属的极限频率为5.5X1014 Hz该图线的斜率表示普朗克常量该金属的逸出功为0.5E108、下列说法正确的是A.15N + ;H 12C + 4He 是 a 衰变方程B.1H+ 2 H T 3 He+ y是核聚变反应方程C. 238 U 234 Th + 4 He是核裂变反应方程92902D. 4 He+ 27 Al 30 P+ 1 n是原子核的人工转变方程213150(109)下列说法正确的是康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性

17、a粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小比结合能越大表示原子核中核了结合得越牢靠，原子核越稳定使两个氘核发生聚变，必须使它们之间的距离接近到，接近到核力能够发生作用的范围。温度很、, 、 . 3,高时，由氘原子构成的物质将变为等离子体，已知等离子体热运动的平均动能为气=2t，式中&为波e2尔兹曼常量，热力学温度,两个氘核之间的电势能为E或,k为静电力常量，为核之间的距离，则使氘核发生聚变的温度至少应为()(A)ke2kiro(B)3kiro(C)3kiro4ke2(D) 2】3kiro111、天文学家测得银河系中氦的含量约为

18、25%。有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的。（1）把氢核聚变反应简化为4个氢核（iH）聚变成氦核（：He），同时放出2个正电子（0e）和2 个中微子（？），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量。（2）研究表明，银河系的年龄约为r=3.8X 1017s，每秒钟银河系产生的能量约为1 X 1037J （即p=1X 1037J/S）。现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量（最后结果保留一 位有效数字）（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断。（可能用到的数据：银河系质量约为M=3X1041kg，原子质量单位1u = 1.66X 10-27kg，1u相当于1.5X1010J的能量，电子质量m = 0.0005u，M核质量m =4.0026u，氢核质量mP=1.0078u，中微子匕的质量为零）参考答案1 X2 X3 X4X5 X6 X7 V8 X9 X10 V11 X12 V13 X14 V1516 V17 X18 V19 V20 V21 X22 V23 V24 V25 V26 V