物理計算題答案

1、題目： 一體積為1.0×10-3 m3 的容器中，含有4.0×10-5 kg的氦氣和4.0×10-5 kg的氫氣，它們的溫度為 300c，試求容器中混合氣體的壓強。t=273+30=303khe的摩爾質量：m1=4.1×10-3kg/molh2的摩爾質量：m2=2.0×10-3kg/molp1=2.25×104p2=5.04×104p=p1+p2=7.56×104pa2題目： 一個處于基態(tài)的氫原子與另一個基態(tài)氫原子碰撞。求可能發(fā)生非彈性碰撞的最小速度為多少？已知氫原子的質量是1.67×10-27kg，氫原

2、子基態(tài)的能量為e=-13.6ev。 解析：處于基態(tài)的氫原子能量為，第一激發(fā)態(tài)能量為。被氫原子吸收的最小能量為 j我們必須求出在碰撞中能量損失為以上數(shù)據(jù)代最小速度。如果碰撞是完全非彈性的，則碰撞中能量損失最大，碰撞后的速度將是v/2，初動能與末動能之差為：這個值應等于最小的能量子因此m/s非彈性碰撞后，兩個原子的速度為m/s3題目： 用波長=500nm的單色光垂直照射在由兩塊玻璃板（一端剛好接觸成為劈棱）構成的空氣劈尖上。劈尖角=2×10-4rad。如果劈尖內(nèi)充滿折射率為n=1.40的液體。求從劈棱數(shù)起第五個明條紋在充入液體前后移動的距離。解：設第五個明紋處膜厚為 e ，則有

3、                            2 ne l / 2 5 l   設該處至劈棱的距離為 l ，則有近似關系                 

4、60;          e l q ，（ 5 分）由上兩式得                            2 nl q 9 l / 2 ， l 9 l / 4 n q充入液體前第五個明紋位置    

5、                        l 1 9 l / 4 q    充入液體后第五個明紋位置                      

6、      l 2 9 l / 4 n q                 充入液體前后第五個明紋移動的距離                          

7、  d l l 1 l 2 9 l ( 1 - 1 / n ) / 4 q 1.61 mm3-1題目： 一窄束動能為100kev的質子垂直入射到厚度為1.0mg/cm2的金箔上，計數(shù)器記錄以60。角散射的質子。計數(shù)器圓形輸入孔的面積為1.0cm2，它到金箔散射區(qū)的距離保持10cm，輸入孔垂直對著射到它上面的質子。試問射進計數(shù)器的質子的百分數(shù)。（金，a=197，z=79，=1.93×104kg/m3） 解：計數(shù)器對散射靶所張的立體角單位面積內(nèi)的靶原子數(shù)為：而因此，射進計數(shù)器的質子的百分比為0.3%3-2題目： 用波長=5398?的平行光入射在單縫上,縫后用焦距f=40cm的凸

8、透鏡把衍射光會聚于焦平面上,測得中央明條紋的寬度為3.4mm,單縫的寬度是多少? 解：中央明紋寬度 x=2x12f/a 單縫的寬度 a=0.15mm3-3題目： 壓強為1.0×105pa，體積為0.0082m3的氮氣，從初始溫度300k加熱到400k，加熱時(1) 體積不變，(2) 壓強不變，問各需熱量多少？哪一個過程所需熱量大？為什么？解：qv= =1.0×105×0.082×qp= =1.0×105×0.082×兩過程內(nèi)能變化相等，等壓過程需對外做功，所以需要吸收更多的熱量。cp> cv 第五次作業(yè)：在某個單縫衍射實驗中，光源發(fā)出的光含有兩種波長1和2，并垂直入射于單縫上，假如1的第一級衍射極小與2的第二級衍射級相合，試問（1）這兩種波長之間的有何關系？（2）在這兩種波長的光所形成的衍射圖樣中，是否還有其他極小相重合？解： (1) 由單縫衍射暗紋公式有：asin1 =11；