2017-2018-1学期文科物理第四次作业-答案

二． 填空题 (本大题共 10 题，每题 2 分，共 20 分。) 得分 卢瑟福查德威克 卢瑟福 1．(2分) 在原子核结构的研究中， 预言了“中子”的存在；而 发现了中子。

2. ( 2分) 伦琴 1901年，历史上第一个诺贝尔物理学奖授与了 ，表彰他发现了 。 X射线（伦琴射线）

3. ( 2分) 可见光

X射线与可见光相比，更容易发生衍射的是 ；相应光子能量较低的是 。 可见光

4. ( 2分)

以相对论和量子力学为理论基础的近代物理，导致了二十世纪高新技术的迅猛发展。普朗克 ；最早提出受激辐射概念的物理学第一个提出量子化概念的物理学家是 家是 。 爱因斯坦

5．( 2分) 光电效应显示了电磁波的 特性。而电子衍射实验显示了电子的 特波动 粒子 性；

6．( 2分)

文物年代 利用放射性衰变规律，可以测量 ；而利用黑体辐射规律，可以测量 。 物体表面温度

7．( 2分) 牛顿时空观

相对论时空观打破了经典物理的 ，导致了时空观的革命；在相对论里同时的概念与惯性系的选择有关，称为 。同时的相对性

8、( 2分)

α射线 γ射线

放射性射线中带正电的是___________；放射性射线中不带电的是_____________。

9、( 2分)

γ射线

放射性射线在外电场中不骗转的是_________，而放射性α射线的一般反应式为

AZ4A?42He?z?2Y。 X?___________

伽利略变换

10、在速度远小于光速c的低速极限下，洛仑兹变换就回到了________；相对论力学就

经典物理学 回到了_________.

自发辐射 ；而激光光源的发光机制是________. 受激辐射 11、普通光源的发光机制是_________

三． 计算填空题 (本大题共 5 题，每题 6 分，共 30 分。)

( 可取 mec2 = 0.5 MeV ， hc = 1240 eV· nm ，1uc2 = 931. 5 MeV )

1．( 6分)

已知电子显微镜中电子的德布罗意波长为0.01nm，则相应电子的动量为 P = (SI)，该电子的动能为Ek = eV。 h6.62?10?34J?s?23p???6.62?10kg?m/s ?0.01nm 12(mv)2p2h2(hc)24????1.54?10eV Ek?mv?22222m2m2m?2mc?

2．( 6分)

氢原子从n =7的能级跃迁到n =2的能级，其辐射电磁波的波长为λ= nm，该谱线属于电磁波的 波段，属于氢原子光谱的 线系。

1 En??13.62eV;n

11 ?E7?2?(?13.62?13.62)eV?3.12eV72

hc1240eV?nm ????397.4nm,?E3.12eV 7?2 属于可见光波段，巴耳末系

3．( 6分)

巳知某相对论粒子的静质量为m0，当其动能等于静能的2倍时，该粒子的运动速度为V= ；其动量为 。

Ek?mc2?m0c2?2m0c2

m022

?m?3m0??v?c2 31?(v/c)

22 p?mv?3m0?c?22m0c得分 3

4．( 6分)

原子核结合能的计算公式为B( Z , A ) = ；

3氚( 1H )原子核的结合能为B= MeV。

( 巳知: M(氢)=1.007825u；M(氚)=3.016049u )

B(Z,A)?Z?m(p)c2?(A?Z)?m(n)c2?m(B)c2

32232 B(1H)?1?m(p)c?2?m(n)c?m(1H)c222 ?1.007825uc?2?1.008665uc?3.016049uc ?0.009106uc2?8.48MeV

5．( 6分)

一火车匀速驶过车站。当火车由远而近驶向站台时，站台上的观察者测得火车鸣笛声的频率为1200Hz；而当火车驶离站台远去时，站台上的观察者测得火车鸣笛声的频率变为1000Hz。求火车静止时的汽笛鸣笛频率νs = Hz，及火车的运动速度Vs = km/s。( 巳知空气中声速为330m/s )

u?vob f'?f0;u?vs

火车驶近：vob?o,vs?0,f'?1200Hz; 火车远离：vob?0,vs?0,f'?1000Hz; 330?1200Hz?f0; ?330?vs?vs?30m/s?? ??330f?1091Hz?1000Hz? f0;?0?330?vs?

16、在影院里一场电影放映时间为100分钟，而在相对于该影院匀速运动的参考系中认为该场电影放映了125分钟，则该参考系相对于该影院的运动速度v= c；若影院里6m宽的屏幕，在该参考系中测得的屏幕宽则为L= m 。

?t0?125minv1?()2c3?v?c5?t'?v3L?L0?1?()2?6?1?()2?4.8mc5

得分 四． 简述题

1. 对黑体辐射(热辐射)的研究，最终导致了量子论的诞生。简述黑体辐射的基本规律并举例相关的应用。(8分)

黑体辐射基本规律：1、黑体温度升高，辐射光谱蓝移；维恩位移定律 2、温度升高，辐射功率增加；斯特潘玻尔兹曼定律

相关应用：维恩位移定律：测量物体表面温度 斯特潘玻尔兹曼定律：根据黑体温度估算辐射功率

2. 今年（2015年）被联合国定位光之年，以纪念有关光科学历史上一系列重要的里程碑贡献。结合本课程的学习，谈谈对光的波粒二象性的认识以及光科学技术在生活中的广泛应用和对社会发展的巨大推动作用。

光的波粒二象性：光在传播过程中表现出波动性，在与物质相互作用时表现出粒子性。光的波动性与粒子性是描述光性质的不可缺少的两个方面，但是不可能在同一次实验中同时观察到光的波动性与粒子性。

光科学的应用：光纤通讯，激光测距，LED固态照明，等

对社会的推动作用：略！