近代物理主要知識點及思考題答案

一、光學(xué)全息照相全息照相原理：全息照相是以物理光學(xué)理論為根底的，借助參考光與物光的相互作用，在感光板上以干預(yù)條紋的形式記錄下物體的振幅和位相的全部信息。全息照相的過程分兩步：造像，設(shè)法把物體光波的全部信息記錄在感光材料上；建像，照明已被記錄下的全部信息的感光材料，使其再現(xiàn)原物的光波。全息照相的主要特點：①立體感強②具有可分割性③同一張全息片上可重疊拍攝多個全息圖④全息照片再現(xiàn)拍攝系統(tǒng)的技術(shù)要求：①對光源的要求：拍攝全息圖必需用具有高度空間和時間相干性的光源；②對系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求：需要一個剛性和防震性都良好的工作臺；③對光路的要求：參考光和物光兩者的光程差要盡量??；兩者之間的夾角應(yīng)小于45°；④對全息干板的要求：需要制作優(yōu)良的全息圖，肯定要有適宜的記錄介質(zhì)。二．光電效應(yīng)法測普朗克常數(shù)截止電壓：光電流隨加速電壓的增加而增加，加速電壓增加到肯定值后，當(dāng)光電流到達飽和值I，I 與入射光強成正比。當(dāng)U變成負(fù)值時，光電流快速減小，當(dāng)U<=U0時，光電M M，流為0，這個相對于陰極是負(fù)值的陽極電壓U0被稱為截止電壓〔止電壓不同〕為了獲得準(zhǔn)確的截止電位，試驗所用光電管需要滿足的條件：①對全部可見光譜都比較靈敏；②陽極包圍陰極，當(dāng)陽極為負(fù)電壓時，大局部光子仍能射到陽極；③陽極沒有光電效應(yīng)，不會產(chǎn)生反向電流；④暗電流很小。紅限：所謂紅限是指極限頻率。以為光從紅到紫頻率漸漸上升。發(fā)生光電效應(yīng)的條件是：光的頻率大于等于某一極限頻率。也就是比這個頻率高的光〔比這種光更靠近紫色那一端〕能發(fā)生光電效應(yīng)。而頻率比它更低〔也就是更靠近紅色那一端〕的光不能發(fā)生光電效應(yīng)。所以就把這個極限頻率叫做靠近紅端的極限。簡稱紅限！反向電流：入射光照耀陽極或從陰極反射到陽極之后都會造成陽極光電子放射。加速電壓U為負(fù)值時，陽極放射的電子向陰極遷移形成陽極反向電流。暗電流：在無光照耀時，外加反向電壓下光電管流過的微弱電流。為了準(zhǔn)確測定截止電位，常用方法〔〕交點法〔2〕拐點法。光電效應(yīng)法測普朗克常量的關(guān)鍵是：獲得單色光、確定截止電壓、測出光電管的伏安特性曲線光電效應(yīng)：當(dāng)光照耀金屬時，光的能量僅局部的以熱的形式被物體吸取，而另一局部則轉(zhuǎn)化為金屬中某些電子的能量，會使電子逸出金屬外表，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)的根本試驗事實有哪些？答：①光電流隨加速電壓的增加而增加，加速電壓增加到肯定值后，當(dāng)光電流到達飽和值I，I

與入射光強成正比。M M，②光電子的初動能與入射光頻率成線性關(guān)系，而與入射光的強度無關(guān)③光電效應(yīng)有閾頻率存在，該頻率稱為紅限愛因斯坦光電效應(yīng)方程推導(dǎo)求出h答：愛因斯坦光電效應(yīng)方程h1

1mv22初動能

mv2=eU02heU0wh=〔eU0+w〕/對于不同的單色光h1eU01whneU0nw直線斜率K=e/h，截距b=w/e什么是真空？真空泵有哪些？

三．真空技術(shù)與真空鍍膜答：真空是指低于一個大氣壓的淡薄氣體狀態(tài)。常用真空泵有：機械泵、油集中泵、鈦泵、分子泵、分散泵、分子吸附泵。為什么機械泵轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向不行反轉(zhuǎn)？答：假設(shè)反轉(zhuǎn)會打壞葉片或?qū)⒈糜痛蛉胝婵障到y(tǒng)。為什么加熱集中泵之前系統(tǒng)必需到達預(yù)備真空？1Pa極限真空度和抽氣速率。為什么真空度達10-1Pa以上才能用電力真空計測量？符合真空機的操作程序怎樣？10-1Pa時，陰極簡潔被燒壞。接，在使用前或停頓使用時，應(yīng)使面板上全部開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)。旋片式抽氣泵的抽氣原理是什么？為什么關(guān)閉機械泵時，肯定要將真空抽氣口與大氣相連？答：原理：機械泵工作時，電動機動力維持抽氣口與排氣口的壓強差。時必需與大氣相通使泵的進氣口與出氣口氣壓平衡。油集中泵的抽氣原理是什么?為什么在集中泵工作期間不行斷冷卻水？答：原理：依據(jù)分子的集中原理。必需翻開冷卻水源才能使油蒸汽反復(fù)分散為液體不斷循環(huán)工作老化。熱偶真空計和電離真空計的抽氣原理和范圍？答：熱電偶真空計：原理是基于氣體足夠淡薄時，氣體的熱傳導(dǎo)系數(shù)與壓強成正比的性質(zhì)，102——10-1Pa10-1——10-6Pa四、電子衍射試驗本試驗證明白電子具有波動性？如何解釋？的集體表現(xiàn)，在電子衍射試驗中，電子總是作為整體消滅的,它消滅的概率與空間波的強度成正比。依據(jù)試驗?zāi)芊窠o出 曲線？由曲線怎么測定普朗克常量的值？答：可以。h2由 曲線得出其斜率k，由k

2mehe依據(jù)電子的理論波長此有： ，可得2

h2 1m .

k12 eU Ue加高壓前為什么要先將電離真空計關(guān)掉？答：電離真空計是基于在肯定條件下，待測氣體的壓力與氣體電離產(chǎn)生的離子流呈正10-1——10-6Pa10-1Pa時，陰極簡潔被燒壞。所以需要先關(guān)掉。五、核磁共振?B0B1w0四周來回變化；②掃場法，B1的頻率相對固定，讓磁場B0在共振區(qū)域來回掃描。觀看NMR吸取信號時，要供給哪幾種磁場？各起什么作用？各有什么要求？答：兩種。第一種恒磁場B0，使核自旋與之相互作用，核能級發(fā)生塞曼分裂，分裂為兩個能級；其次種垂直于B0的B1，使原子核吸取能量從低能級躍遷到高能級，發(fā)生核磁共振。共振條件足條件0B0六、電子自旋共振1．電子自旋共振：是指處于穩(wěn)恒恒磁場中的電子自旋磁矩，在交變射頻電磁場或微波波段的作用下，發(fā)生的一種磁能級間的共振吸取躍遷現(xiàn)象。2B0區(qū)域疊加一個同B0進磁場B1，其旋進頻率恰好等于進動頻率或能級存在的固有頻率，旋進方向與進動方向一樣3．電子自旋共振試驗中，共振吸取條件可通過掃頻法和掃場法兩種途徑實現(xiàn)。附加磁場按頻率來分，可以是射頻電子自旋共振或微波電子自旋共振。4.①邊限振蕩器的工作原理：在一般狀況下，它的工作剛好處于起振的臨界狀態(tài)，此時輸線。②由于承受邊限振蕩器，交變射頻場B15.ghfg

H0代入H0與fB七、鐵磁共振1.什么是鐵磁共振？答：鐵磁共振是指鐵磁體在穩(wěn)定磁場與高頻交變磁場的共同作用下的共振吸取現(xiàn)象。鐵氧體樣品應(yīng)當(dāng)置于諧振腔的什么位置？為什么？答：置于諧振腔中心。3.為什么要使微波頻率始終跟蹤諧振頻率？八．高溫超導(dǎo)材料特性測試超導(dǎo)材料具有什么根本特征？那些測試方法可以用來表征超導(dǎo)材料?答：超導(dǎo)材料的特征①、零電阻性，超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時電阻為零，能夠無損耗地傳輸電能。②、完全抗磁性，超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時，只要外加磁場不超過肯定值，磁力線不能透入，超導(dǎo)材料內(nèi)的磁場恒為零。溫度的上升，磁場或電流的增大，都可以使超導(dǎo)體從超導(dǎo)態(tài)變?yōu)檎B(tài)，常用臨界溫度Tc，臨界磁場Bc和臨街電流密度jcTcBc主要測量磁化率與溫度變化的曲線。電阻測量公式：IUn/Rn RxUx/IUxRn/Un四引線測量法:低溫物理試驗的原則之一是必需盡可能減小室溫漏熱，因此測量引線通常又細(xì)又長，其阻值可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過待測樣品的阻值，為了減小引線和接觸電阻對測量的影響，承受“四引線測量法壓引線。四引線測量法的根本原理：是恒流源通過兩根電流引線將測量電流I供給應(yīng)待測樣品，而數(shù)字電壓表是通過兩根電壓引線來測量電流IU在“四引線測量法”中，電流引線能和電壓引線能否互換？為什么?答：不能。九、音頻信號光纖傳輸技術(shù)在LED調(diào)制幅度？在偏LEDLED幅度增加，為什么？利用SPD、I—V十、氫原子光譜在什么條件下才能使用“內(nèi)插法”求波長？答：在光譜照片上的很小間隔內(nèi)，攝譜儀的線色散可以看做是一個常數(shù)。這就是說，譜線的間隔與譜線的波長差成正比，這就是內(nèi)插法的依據(jù)。用比長儀測譜線間距的步驟：①將譜線放在置片臺上，調(diào)整下后側(cè)反射鏡，使視場光明；②調(diào)整顯微鏡的手輪，使看到譜線清楚的像為止；③調(diào)整微移手輪，調(diào)整譜線方位，使譜片隨置片臺移動時，叉絲始終保持垂直于水平方向，以保證測得的距離是譜線間的垂直距離；④調(diào)整叉線，使之與譜線平行。移動置片臺，依次測定各譜線位置坐標(biāo)。平面光柵的色散與棱鏡的色散有什么不同？而在離開棱鏡時就各自分散，形成光譜。要想把氫氘光譜可見光的四條譜線都拍攝下來，該如何操作?〔〕選擇兩個光柵轉(zhuǎn)角分段拍攝不同范圍的光譜。2d(sini+sinβ)=k衍射光譜和二級、三級的光譜重疊〔3〕強度有很大差異，為使每條譜線都有便于觀看的像，應(yīng)使用不同的曝光時間分別拍攝。子光譜與氫原子光譜有何不同？答：氫光譜通常是在放電管中觀看的。那里的氫在等離子態(tài)，沒有氫分子存在。氫原子光譜是線狀光譜，氫分子光譜是帶狀光譜十一、塞曼效應(yīng)塞曼效應(yīng)：當(dāng)發(fā)光的光源置于足夠強的外磁場中時，由于磁場的作用，使每條光譜線分裂成波長很靠近的幾條偏振化的譜線，分裂的條數(shù)隨能級的類別而不同，這種現(xiàn)象稱為塞曼效應(yīng)。為什么要用F-P標(biāo)準(zhǔn)具來觀看塞曼分裂？答：塞曼分裂的波長差是很小的，波長和波束的關(guān)系是 2

的值為500.00nmB=1T0.01nm，要觀看到如此小的波長差，用一般棱鏡攝譜儀是不行能的，需要承受高區(qū)分率的儀器如F-PF-P標(biāo)準(zhǔn)具為什么能測量光源中微小波長差？答：F-P標(biāo)準(zhǔn)具是由平行放置的兩塊平面玻璃或石英板及板間的一個間隔圈組成，在兩板相應(yīng)的平面上鍍有銀膜或其他有較高反射率〔>90%〕的薄膜，間隔圈用膨脹系數(shù)很小的熔融石英材料精加工成肯定的長度，用來保證兩塊平行玻璃板之間準(zhǔn)確的平行度和穩(wěn)定的間距。如何測量電子的荷質(zhì)比？2eB e

D2 D2 1/答：波長差(M2g2M1g1) ( K K)