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一束强度为 I₀ 的自然光垂直入射到偏振片 P₁ 上,透射光再依次通过偏振片 P₂ 和 P₃。已知 P₃ 与 P₁ 的偏振化方向垂直,而 P₂ 的偏振化方向与 P₁ 成 60° 角,偏振片对可透分量的吸收不计。求:(1) 通过 P₂ 后的光强 I₂;(2) 最终通过 P₃ 后的光强 I₃;(3) 若仅撤去 P₂,直接让 P₁ 的透射光射向 P₃,通过 P₃ 的光强变为多少?
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一匝正方形导线框静止于匀强磁场中,磁场方向垂直线框平面向里(俯视时磁场指向框内平面下方)。磁感应强度随时间 t 变化的规律为 B = (2 − 4t) T(t 以 s 计),线框边长 a = 0.5 m,线框总电阻 R = 2 Ω。求:(1) 线框中感应电动势的大小;(2) t = 0.25 s 时感应电流的大小和方向(俯视判断)。
杨氏双缝干涉实验中,波长 λ=540 nm 的单色平行光垂直照射双缝,双缝间距 d=0.18 mm,缝到屏的距离 D=1.5 m。求:(1) 屏上相邻明纹间距 Δx;(2) 第 4 级明纹到中央明纹的距离 x₄。
一密绕长直螺线管长 l=0.25 m,横截面积 S=5.0 cm²,单位长度匝数 n=1500 匝/m,管内为真空,磁导率 μ₀=4π×10⁻⁷ T·m/A。(1)求该螺线管的自感系数 L;(2)当回路中通有电流 I=1.0 A 时,求管内储存的磁场能量 W。
一束光强为 I₀=12 mW 的自然光垂直入射到偏振片 P₁ 上,P₁ 的透振方向沿竖直方向。透过 P₁ 的线偏振光再依次通过偏振片 P₂ 和 P₃,P₂ 的透振方向与竖直方向成 60° 角,P₃ 的透振方向与 P₂ 的透振方向成 60° 角。忽略各偏振片对光的吸收。求:(1) 透过 P₁ 后的光强 I₁;(2) 透过 P₂ 后的光强 I₂;(3) 透过 P₃ 后的最终光强 I₃。
在光电效应测普朗克常数实验中,某光电阴极的截止频率为 ν₀=4.0×10¹⁴ Hz。现用频率 ν=9.0×10¹⁴ Hz 的单色光照射该阴极,测得遏止电压 U_c=2.07 V。已知电子电荷量 e=1.60×10⁻¹⁹ C,求:由该组数据测得的普朗克常数 h 的值(保留两位有效数字)。
在氢原子光谱实验中,测得巴耳末系 Hγ 谱线(对应 n=5 到 n=2 的跃迁)的波长为 λ=434.0 nm。利用里德伯公式 1/λ = R_H×(1/2² − 1/5²),计算该谱线对应的里德伯常数 R_H 的测量值(保留四位有效数字)。
某同学用分光计测量三棱镜折射率:先对分光计完成调节,使望远镜适合接收平行光,载物台处于水平状态;用自准直法测得三棱镜顶角 A = 60.0°。随后转动载物台找到折射角极限位置,用游标盘测得钠黄光对应的最小偏向角 δ = 40.0°。请根据最小偏向角法计算该棱镜对此波长光的折射率 n(结果保留三位有效数字)。
用共轭法(二次成像法)测凸透镜焦距:保持物屏与像屏间距 L=120.0 cm 不变,在物屏与像屏之间移动透镜,当透镜位于两个不同位置时,屏上均能得到清晰的实像,测得这两个位置之间的距离 d=40.0 cm。由共轭法焦距公式 f=(L²−d²)/(4L) 计算该凸透镜的焦距。
实验前先对仪器调零检查。(1)某50分游标卡尺的分度值为0.02 mm,测量一钢球直径时,游标零线越过主尺的41 mm刻度线,且游标上第23条刻度线(零线除外)与主尺某刻度线恰好对齐,求钢球直径的读数。(2)某螺旋测微器测量前检查发现零点读数为−0.012 mm(即测量读数偏小0.012 mm)。用它测量另一钢球的直径,测微螺杆读数中主尺(固定套管)露出的刻度为5.5 mm,可动刻度筒上第28条刻度线与固定套管轴线对齐。求该钢球直径的测量值(修正零点误差后的最终结果,单位 mm)。
用分度值为0.05 mm的20分游标卡尺测量一圆管外径,游标零线越过主尺上最近的刻度为34 mm,游标上第11条刻度线(零线除外)与主尺某刻度线恰好对齐;随后用螺旋测微器测量一金属薄片的厚度,固定刻度读数为5.5 mm,可动刻度第28.0条线与固定刻度中心线对齐。求圆管外径与薄片厚度的测量值。
在拉伸法测弹性模量实验中,砝码逐个等量增加,标尺读数依次为 15.0 mm、17.5 mm、20.0 mm、22.5 mm、25.0 mm、27.5 mm、30.0 mm、32.5 mm(共8组)。请用逐差法处理数据:将序列分成前后两半,对应项相减得 δ₁=y₅−y₁、δ₂=y₆−y₂、δ₃=y₇−y₃、δ₄=y₈−y₄,求各逐差值及每增加一个砝码对应的平均伸长量 δ̄/4(结果保留一位小数)。
一电子经加速电压 U=100 V 从静止加速(电子质量 m=9.11×10⁻³¹ kg,电荷量 e=1.60×10⁻¹⁹ C,普朗克常量 h=6.63×10⁻³⁴ J·s)。求该电子的德布罗意波长(保留三位有效数字)。
一束光强为 I₀ 的自然光垂直入射到偏振片 P₁ 上,透射光再垂直射向偏振片 P₂。已知 P₂ 与 P₁ 的偏振化方向夹角为 30°,偏振片对可透分量的吸收不计。求:(1) 通过 P₁ 后的光强;(2) 通过 P₂ 后的出射光强(用 I₀ 表示)。
(1)一根长 L=0.4 m 的直导体棒 OA 在垂直于纸面的匀强磁场中绕 O 端以角速度 ω=8 rad/s 匀速转动,磁感应强度大小 B=0.5 T,方向垂直纸面向里,求棒中动生电动势的大小,并指出棒两端(O 端与 A 端)哪端电势较高;(2)一匝数 N=50、面积 S=0.2 m² 的平面线圈置于均匀变化的磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度大小以 dB/dt=3 T/s 的速率均匀增大,求线圈中感生电动势的大小,并说明驱动其中电荷运动的非静电力是什么性质的场。
一根长 L=0.6 m 的直导体棒竖直放置在磁感应强度 B=0.5 T 的匀强磁场中,磁场方向水平指向正东。棒以速率 v=3 m/s 沿水平正北方向匀速平动,棒身、速度方向与磁场方向三者彼此垂直。(1)求棒中动生电动势的大小;(2)指出棒中非静电力的来源,并说明该力对棒整体是否做功;(3)说明感应电动势属于动生电动势还是感生电动势,其成因有何区别。
用物距—像距法测一凸透镜焦距。将物屏置于透镜前,测得物距 u=16.0 cm,移动像屏得到清晰倒立实像,测得像距 v=48.0 cm。(1)由薄透镜成像公式 1/f=1/u+1/v 求该透镜焦距 f;(2)若保持透镜不变,将物屏移至使物距为 36.0 cm 处,求此时像距及像的放大率 m=−v/u。
用物距—像距法测某凸透镜焦距时,物到透镜的距离 u=40.0 cm,在透镜另一侧距透镜 v=20.0 cm 处的屏上得到清晰实像。由薄透镜成像公式 1/f = 1/u + 1/v,求该凸透镜的焦距 f。
用拉伸法测金属丝杨氏模量。钢丝原长 L=1.500 m,直径 d=0.600 mm。在钢丝下端增加砝码使拉力增量 F=49.0 N,用光杠杆测得相应伸长量 ΔL=1.50×10⁻³ m。已知杨氏模量公式 E=FL/(S·ΔL),其中 S=πd²/4 为钢丝横截面积。求该钢丝的杨氏模量 E。
某实验室用单摆测重力加速度,针对下列四种情形,分析各属于哪一类误差(系统误差、随机误差、粗大误差),并说明来源:(1) 摆线实际长度比记录值短了2.0 mm;(2) 多次计时结果在1.983 s~1.987 s之间不规则波动;(3) 某次计时员注意力分散,记录值为3.102 s,明显偏离其余数据;(4) 秒表本身走快了0.05 s/min。