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在光学实验中,将一束光通过某种装置一分为二以获得相干光。若两束相干光来自同一波阵面上的不同部分,这种产生相干光的方法称为分波前法;若两束相干光是利用光的反射和折射把同一波列的振幅分成两部分得到的,则称为分振幅法。下列实验装置中,产生相干光的方式与其他三个不同的是: A. 杨氏双缝实验 B. 洛埃镜实验 C. 菲涅耳双面镜实验 D. 牛顿环实验
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某晶体中空位的平衡浓度满足 n/N = exp(−E_f/(k_B T)),其中 E_f 为空位形成能,k_B 为玻尔兹曼常量,温度变化时 E_f 保持不变。已知 E_f/k_B = 12000 K。当温度为 T₁ = 1000 K 时空位的平衡浓度为 n₁,升温至 T₂ 后平衡浓度变为 n₂ = e⁶·n₁(e 为自然对数的底)。求温度 T₂ 的值。
一维单原子链的色散关系为 ω(q)=2√(β/m)·|sin(qa/2)|,其中 m 为原子质量,β 为相邻原子间恢复力常数,a 为晶格常数。已知该链的最高振动角频率为 6×10¹³ rad/s,则波矢 q=π/(3a) 所对应的振动角频率为多少? A. 1×10¹³ rad/s B. 2×10¹³ rad/s C. 3×10¹³ rad/s D. 3√2×10¹³ rad/s
在迈克耳孙干涉仪中,用波长 λ=600 nm 的单色平行光照明,调节至观察到清晰的等倾同心圆条纹。缓慢移动动臂上的反射镜(即平移可动反射镜),其间从干涉环中心共冒出(涌出)1000 个条纹。则该反射镜移动的距离为 ____ mm;若改用波长 λ'=500 nm 的光并使反射镜移动相同距离,从中心冒出的条纹数为 ____ 个。
在迈克耳孙干涉仪中,用波长 λ=600 nm 的单色光照明,观察到等倾干涉条纹。缓慢移动其中一个反射镜,测得从中心冒出(或缩进)共 70 个圆环条纹,随后停止移动。设移动距离为 d,则 d 等于多少? A. 10.5 μm B. 21 μm C. 42 μm D. 84 μm
在牛顿环实验中,平凸透镜的曲率半径 R=2.0 m,所用单色光波长 λ=500 nm,透镜与平板玻璃间为空气膜。中心接触点为暗斑,则第 4 级暗环的半径为( ) A. 1.0 mm B. 2.0 mm C. 4.0 mm D. 1.4 mm
两块平面玻璃板一端接触,另一端夹入一薄片形成空气劈尖。劈尖棱边到薄片处沿玻璃板的距离 L=4.0 cm,薄片厚度 d=0.20 mm。现用波长 λ=600 nm 的单色平行光垂直照射,则反射光中相邻暗条纹的间距为多少? A. 0.03 mm B. 0.06 mm C. 0.12 mm D. 0.60 mm
在杨氏双缝干涉实验中,双缝间距 d=0.3 mm,双缝到屏的距离 D=1.2 m,测得相邻两条亮纹中心间距 Δx=2.0 mm。由此可知入射单色光的波长为( ) A. 400 nm B. 500 nm C. 600 nm D. 750 nm
利用普通单色光源(如钠灯)获得相干光时,常用的两种基本方法是分波前法与分振幅法。杨氏双缝实验属于____法;薄膜等倾干涉属于____法。若采用两个独立的同类钠灯分别照射双缝以试图产生干涉条纹,因两光源的振动相位差随时间____(填“恒定”或“随机变化”),不能观察到稳定的干涉条纹。
杨氏双缝干涉实验中,用波长 λ=600 nm 的单色光垂直照射双缝,在屏上双缝连线的中垂面与屏交点 O 处为零级明纹中心。现将折射率 n=1.3、厚度 t=1.0 μm 的透明薄膜覆盖其中一条缝,其他条件不变。关于覆盖薄膜后干涉图样的变化,下列说法正确的是:A. O 处仍为明纹,条纹间距变为原来的一半 B. O 处变为暗纹,条纹间距不变,整个条纹图样向覆盖薄膜一侧平移半个条纹间距 C. O 处变为暗纹,条纹间距变为原来的两倍 D. O 处变为明纹,条纹位置完全不变
一束单色光从真空射到某透明介质的平坦表面上,入射角为60°。实验测得反射光线与折射光线恰好互相垂直。已知真空折射率取1。根据光的折射定律,求:(1)光在该介质中的折射角r;(2)该介质的折射率n(结果保留根号形式)。
某晶体中原子以空位机制扩散,扩散系数服从 D=D₀exp(−Q/RT),其中 Q 为扩散激活能,R=8.314 J/(mol·K)。实验测得温度从 300 K 升高到 312 K 时,扩散系数恰好增大为原来的 2 倍(ln2≈0.693)。由此可知该扩散激活能 Q 约为多少? A. 2.25×10⁴ J/mol B. 4.5×10⁴ J/mol C. 9.0×10⁴ J/mol D. 1.8×10⁵ J/mol
某简单立方晶体中一条直位错线,其单位切向矢量 t=(1/√2)[110],柏氏矢量 b=a[100],a 为晶格常数。关于该位错的类型及柏氏矢量沿位错线方向的分量大小,下列判断正确的是:A. 螺型位错,分量为 a B. 刃型位错,分量为 0 C. 混合位错,螺型分量与刃型分量大小均为 a√2/2 D. 混合位错,螺型分量为 a√2/2,刃型分量为 a/2
某面心立方晶体正常堆垛次序为…ABCABC…,其中相邻原子层间只允许 A→B、B→C、C→A 三种顺序过渡。现观察到某区域共 10 层原子面的实际堆垛次序依次为 A、B、C、A、C、B、A、C、A、B。凡相邻两层违反上述允许顺序者记为一处层错(堆垛错排)。则该区域内共有____处层错。
将一超导圆柱体置于温度T<Tc的超导态,沿轴向缓慢增加外加磁场,测得样品两端电压恒为零,同时样品内部磁感应强度始终为零。当外磁场增大到超过该温度下的临界磁场Hc时,样品内部磁感应强度突然不再为零,且两端出现非零电压。(1)指出外磁场超过Hc前样品表现出的两个基本电磁特性及其名称;(2)当外磁场超过Hc后,样品内部磁感应强度是否仍为零?两端电压是否仍为零?(3)说明仅凭零电阻能否解释样品内部磁感应强度恒为零的现象,并简述理由。
某超导体内超流电子数密度为 n_s 时,伦敦穿透深度 λ_L=100 nm。现因温度升高,超流电子数密度变为 n_s/9(电子有效质量与磁导率不变),此时穿透深度变为 λ'=300 nm。若超导体表面处(x=0)内部磁感应强度为 B₀,则按伦敦方程 B(x)=B₀e^(−x/λ'),在深度 x=900 nm 处磁感应强度与 B₀ 之比为 ____。
某顺磁盐在弱磁场下的摩尔磁化率满足 χ = C/T + χ_d,其中 C 为居里常数,χ_d 为温度无关的抗磁性贡献(负值)。实验测得 T₁=100 K 时 χ₁=1.8×10⁻³,T₂=450 K 时 χ₂=−0.3×10⁻³。由此可知,该盐的净磁化率由顺磁性主导转变为抗磁性主导(即 χ=0)的温度为 A. 200 K B. 250 K C. 300 K D. 350 K
在弛豫时间近似下,某金属的传导电子可视为各向同性的自由电子气:电子数密度 n=5×10²⁸ m⁻³,电子电荷量 e=1.6×10⁻¹⁹ C,弛豫时间 τ=2×10⁻¹⁴ s,且由能带计算得知电子在费米面附近的有效质量 m*=1.28×10⁻³⁰ kg。用含有效质量的电导率公式估算该金属的电导率,其量值为多少(单位:S/m)? A. 5×10⁷ B. 1×10⁷ C. 2×10⁷ D. 4×10⁷
某面心立方铁磁晶体可视为一维原子链模型来估算交换作用的量级:相邻原子间交换积分 J = 2.0×10^(-21) J,海森堡交换作用能写为 E = -2J S₁·S₂。设相邻两个原子的自旋完全平行排列,且 S₁·S₂ = S²,自旋量子数 S = 1。求:这一对相邻原子交换能的数值(以 eV 为单位,1 eV = 1.6×10^(-19) J),并说明能量取正还是负值及其物理意义。
某本征半导体的本征载流子浓度满足 n_i = A·T^(3/2)·e^(−E_g/(2kT)),其中 A 为与温度无关的常数,禁带宽度 E_g = 1.0 eV。已知当 T₁ = 290 K 时,kT₁ = 0.025 eV,本征载流子浓度 n_i(T₁) = 1.0×10^10 cm^−3。现将温度升高到 T₂ = 580 K,此时 kT₂ = 0.05 eV。求该温度下本征载流子浓度 n_i(T₂)(计算中取 e^10 ≈ 2.20×10^4,2^(3/2) ≈ 2.83,结果保留两位有效数字)。注意:若忽略 T^(3/2) 因子将导致错误。