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一束自然光从空气射向某种透明介质表面。实验测得,当入射角为 60° 时,反射光恰好成为线偏振光(振动方向垂直于入射面)。已知空气折射率取 1。求:(1) 该介质的折射率 n;(2) 此时的折射角 r。
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用波长 λ=500 nm 的平行单色光垂直照射一块透射光栅,已知光栅上每毫米刻有 333 条刻线(光栅常量 d=3×10⁻³ mm)。(1)写出该光栅的光栅衍射方程,并求出屏上实际能呈现的最高级次 k;(2)计算第三级主极大对应的衍射角 θ。
一透射光栅每毫米刻有1000条刻线,缝宽恰为光栅常数的1/2。用波长 λ=500 nm 的单色平行光垂直照射该光栅,则在中央主极大两侧实际可观察到的第一级谱线对应的衍射角为( ) A. 14.5° B. 30° C. 45° D. 60°
根据惠更斯-菲涅耳原理,只有当障碍物(或孔隙)的线度与波长相比____(填“差不多”或“大得多”)时,才能观察到明显的衍射现象。已知波长约为500nm的可见光通过宽约0.9m的门缝,由于缝宽远大于波长,故____(填“能”或“不能”)观察到明显的衍射现象。
波长为 600 nm 的单色平行光垂直照射到宽度为 a 的单缝上,观察夫琅禾费衍射。(1)当 a = 0.6 mm 时,计算第一级暗纹的衍射角 θ₁(用 sinθ₁ 表示,单位 mrad);(2)当缝宽缩小为 a = 0.06 mm 时,计算此时的 sinθ₁′,并说明中央明纹半角宽度如何变化;(3)若缝宽继续增大到 a = 6 mm,计算 sinθ₁″ 并据此判断此时衍射效应是否仍明显,说明缝宽与波长满足什么数量级关系时衍射现象显著。
波长 λ=480 nm 的单色平行光垂直照射到宽度 a=0.2 mm 的单缝上,缝后放置焦距 f=0.5 m 的凸透镜,观察屏位于透镜焦平面处。关于屏上衍射图样,第二级暗纹中心到中央亮纹中心的距离为多少? A. 1.2 mm B. 2.4 mm C. 4.8 mm D. 0.6 mm
用波长未知的单色平行光垂直照射宽度 a=0.2 mm 的单缝,缝后放置焦距 f=1.0 m 的凸透镜,接收屏位于透镜焦平面处。测得屏上第二级暗纹中心到中央明纹中心的距离为 4 mm,则入射光波长为( ) A. 300 nm B. 400 nm C. 500 nm D. 600 nm
根据惠更斯-菲涅耳原理,波前上的每一点都可以看作发射______的新波源,空间任一点的光振动是这些子波在该点______的结果。设单色平面波正入射到圆孔上,圆孔恰好对轴上观察点依次露出前3个半波带,各带在该点引起振动的振幅依次为 4A₀、2A₀、A₀,则该点合振动的振幅为______(用 A₀ 表示)。
迈克耳孙干涉仪用波长 λ=600 nm 的单色光照明,调节两臂使视场中出现清晰的等倾圆条纹。现缓慢移动动镜,观察到圆心处冒出(或吞入)共 500 个条纹。动镜移动的距离为 ____ μm;每移动 1 μm 对应圆心处变化约 ____ 个条纹(保留两位有效数字)。
两块平面玻璃板一端相接触,另一端垫起,形成空气劈尖。用波长 λ=600 nm 的单色光垂直照射,在玻璃板上观察到等间距的干涉暗条纹,测得相邻两条暗纹中心之间的距离 Δx=0.50 mm。设空气折射率为 1,求该劈尖的夹角 θ。
两束单色光波在空间某点相遇,其光矢量振动方向之间夹角为 θ=60°(既不平行也不垂直),频率相同且相位差恒定,在观察点处两束光的光强之比 I₁:I₂=4:1。已知当两束光振动方向完全平行(θ=0°)时,该点干涉条纹的可见度 V₀=0.8(即(I_max-I_min)/(I_max+I_min)=0.8)。若保持其他条件不变,仅将振动方向夹角调整为 60°,则此时干涉条纹的可见度将变为原来的____倍(结果以分数或有限小数表示),此时系统能否形成稳定的干涉条纹?____(填“能”或“不能”)。
在牛顿环实验中,平凸透镜的曲率半径 R=0.80 m,用波长 λ=600 nm 的单色光垂直照射,透镜凸面与平板玻璃间为空气膜,中心接触点为暗斑。则第 5 级暗环的直径为 ____ mm(结果保留两位有效数字)。
两块平面玻璃板一端相接触构成空气劈尖,用波长 λ=600 nm 的单色光垂直照射。在距棱边 5.0 mm 的范围内共观察到 21 条暗纹(含两端),则相邻暗纹间距为____mm,该劈尖的楔角 θ=____rad(数值)。
在迈克耳孙干涉仪中,用钠黄双线(λ₁=500 nm,λ₂=520 nm)的单色光照明,观察到等倾干涉同心圆条纹,条纹视见度随可动反射镜位置周期性变化。已知两波长成分强度相近,当视见度从某一次最大值变化到相邻的下一次最大值时,可动反射镜移动的距离为多少? A. 6.5 μm B. 13 μm C. 19.5 μm D. 26 μm
锂原子价电子的 2s 能级因电子对原子实的穿透效应而相对氢能级显著下移。将碱金属能级近似写为 E=−13.6/(n−δ)² eV,其中 n 为主量子数,δ 为量子亏损。实验测得锂原子价电子 2s 能级能量 E=−5.3125 eV,则由该式反解出的量子亏损 δ=____。
钠原子价电子的 3s 能级受原子实穿透效应影响,其量子亏损 δ=1.35。将碱金属能级近似写为 E=−13.6/(n−δ)² eV(n=主量子数),则该 3s 电子的电离能最接近 A. 3.4 eV B. 5.0 eV C. 6.8 eV D. 13.6 eV
氢原子中,设波函数 ψ(r,θ)=A·r·e^(-r/b)·cosθ(A、b 为常数,b>0)。该波函数在无穷远处趋于零。将此波函数代入氢原子的定态薛定谔方程 [-(ħ²/2μ)∇² - e²/(4πε₀r)]ψ = Eψ,要求方程对任意 r、θ 恒成立:(1)求常数 b(用玻尔半径 a₀ 表示)以及该态的能量 E(用基态能量 E₁=-13.6 eV 表示,并给出 eV 数值);(2)指出该态对应的量子数 (n, l, m),并求角动量大小 L=√(l(l+1))ħ 的数值(用 ħ 表示)。
氢原子中,电子处于某一定态时,其径向概率分布函数可写成 P(r) ∝ r⁴·e^(-r/a₀)(a₀ 为玻尔半径,r 为电子到核的距离)。若对 P(r) 求极值(r>0),则该定态及电子最概然半径分别为 A. 1s 态,最概然半径为 a₀ B. 2s 态,最概然半径为 2a₀ C. 2p 态,最概然半径为 4a₀ D. 3d 态,最概然半径为 6a₀
氢原子处于激发态的电子跃迁时辐射光子。设从 n=3 跃迁到 n=2 发出的光谱线波长为 λ₁,从 n=4 跃迁到 n=2 发出的光谱线波长为 λ₂(已知氢原子能级 Eₙ=-13.6/n² eV)。则波长之比 λ₁/λ₂ = ____。
在卢瑟福α粒子散射实验中,设某α粒子的初动能为 3.0 MeV,沿正对锡原子核(核电荷数 Z=50)的方向入射。已知点电荷静电势能公式为 Ep = kq₁q₂/r,且 ke² = 1.44 MeV·fm(fm 为飞米,1 fm = 10⁻¹⁵ m)。忽略原子中电子的影响,将锡核视为静止。求该α粒子与锡核能达到的最小距离 r_min(用 fm 和米两种单位表示),并据此简要说明该结果如何支持原子核式结构模型。