超星大学物理光学·近代物理答案(学习通2023题目答案)
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第1单元 几何光学 单元测验 本测验需在发布后3周内提交，超星由系统自动阅卷
1、大学答案光从折射率为1.4的物理物理透明液体向该液体与空气的分界面入射，入射角为，光学则 ( )。近代
A、学习出射光线的通题折射角将大于
B、出射光线的目答折射角将小于
C、光将发生全反射
D、超星光将全部被吸收
2、大学答案一个折射率为1.5、物理物理直径为20cm的光学玻璃球内有一气泡，看上去该气泡在球心与球面连线的近代中点处，则气泡实际的学习位置应为 ( )。
A、通题离球心2cm处
B、离球心3cm处
C、离球心4cm处
D、离球心6cm处
3、高为2cm的物体，位于焦距为6cm的凹面镜前方8cm处，则凹面镜内物体像的高度为
A、0.86cm
B、1.14cm
C、6.0cm
D、24.0cm
4、关于薄透镜成像，以下说法不正确的是 ( )。
A、过透镜光心的光线经透镜方向不变
B、平行光线经透镜汇聚于透镜的焦点
C、薄透镜可成实像也可成虚像
D、过透镜焦点的光线经透镜成平行光且与光轴平行
5、拟制一个3X的伽利略型（短筒型）简易望远镜，已有一个焦距为60cm的物镜，则目镜的焦距应选用 ( )。
A、80cm
B、60cm
C、40cm
D、20cm
6、已知凹面反射镜半径为，物体放在凹面镜正前方处，则物体经凹面反射镜所成的像为正立缩小的虚像
7、已知凸面反射镜半径为，物体放在凸面镜正前方处，则物体经凸面反射镜所成的像为正立缩小的虚像
8、一物体置于焦距为8cm的薄凸透镜左侧12cm处，现将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一透镜右侧30cm处，则物体最后成像于无穷远处。
9、可以通过增大物镜的焦距来提高显微镜的放大倍数。
10、已有一个焦距为60cm的物镜，拟制一个3X的简易望远镜，则制备的伽利略型望远镜的筒长为比开普勒型望远镜的筒长长 。
11、实验测得光在某种透明介质中的传播速度为真空中光速的，则该透明介质的折射率为 。
12、如图所示，一玻璃圆球，半径为10cm，折射率为1.5，放在空气中，近轴平行光经该玻璃圆球将汇聚在距球心 处。
13、一双凸透镜，置于空气中，其左表面的曲率半径为80cm，右表面的曲率半径为20cm，玻璃的折射率1.5，则该透镜的焦距为 。
14、已知显微镜目镜的焦距为5cm，物镜的焦距为2mm，要获得400倍的放大倍数，光学筒长应为 。
15、已知人眼的明视距离为25cm，要获得5倍的视角放大率，要求放大镜的焦距为 。
第2周教学内容：第2单元 光的干涉（1）
§17.1 光的相干性随堂测验
1、假设两束相干光在相遇区域内的光强均为，则在相遇区域内的最大光强为 A. B. C. D.
A、
B、
C、
D、
2、请判断下述说法是否正确：两个独立的单色点光源发出的光波相遇时也可以产生干涉条纹。
3、获得相干光的办法有_____________和______________两类
§17.2 分波阵面法干涉（1）随堂测验
1、在双缝干涉实验中，入射光的波长为600nm，双缝的间距为0.5mm，双缝到观察屏的距离为2000mm。则光差屏上相邻两个干涉条纹的间距为_________mm。
2、在杨氏双缝干涉实验中，若保持入射光的波长不变，双缝到观察屏的距离不变，要使观察屏上的条纹间距增大1倍，则双缝间距应变为原来的________倍。
第2单元 光的干涉 作业：共5个计算题
1、17.17 在双缝干涉装置中，已知双缝间距离为0.300mm，双缝到观察屏的距离为1.200m。今以单色平行光垂直照射狭缝，测得屏上中央明纹同侧第1个到第11个暗条纹中心的距离为25.31mm。试求 （1） 单色光的波长； （2） 观察屏上第5级暗条纹中心到中央明纹中心的距离。
2、17.19在杨氏双缝实验中，双缝到观察屏的距离为1.50m。用的He-Ne激光束垂直照射时，测得中央明纹两侧第三级明条纹中心之间的距离为9.50mm。 （1）求双缝的间距； （2）若将厚度为20的薄膜覆盖在其中一缝上，观察屏上的干涉条纹移动了20.0mm，求该薄膜的折射率。
3、
4、
5、
第三周教学内容2 第3单元 光的衍射（1）
第2单元 光的干涉 单元测验
1、在双缝干涉实验中，入射光的波长为，若用一个透明薄片盖在其中一个缝上，假设光在透明薄片中的光程比在相同厚度的空气中的光程大，则屏上原来的中央明条纹处现在（ ）。
A、仍为中央明条纹
B、变为暗条纹
C、既非明条纹，也非暗条纹
D、为第2级明条纹
2、一束光在折射率为1.6 的透明介质中从A点传播到B点，已知光在该介质中的波长为 λ 。若A、B 两点的相位差为11π，则光沿此路径从A到B的光程为 [ ]
A、11λ
B、3.4375 λ
C、8.8 λ
D、5.5 λ
3、若将牛顿环装置（平凸透镜和平板玻璃的折射率都为1.5）从空气移到水中，则牛顿环的干涉条纹将（ ）。
A、变疏，同时中央暗斑变成亮斑
B、变疏，中央仍然是暗斑
C、变密，条纹中央的明暗情况不变
D、条纹形状、间距均不变
4、
A、
B、
C、
D、
5、
A、
B、
C、
D、
6、在杨氏双缝干涉中，若保持缝屏之间的距离不变，将双缝之间个距离增加一倍，同时将单色光的波长由500nm改成700nm，则观察屏上干涉条纹的间距将变成原来的 倍。
A、2
B、1.4
C、1
D、0.7
7、关于光程的概念，下列说法正确的是（ ）
A、光程就是光在媒质中实际传播的路程
B、根据薄透镜成像规律，由物点发出的一束光线经透镜折射后汇聚于像点。在这束光线中，通过薄透镜光心的光线其光程最短。
C、在迈克尔孙干涉仪中，若在其中一个光路中插入一块折射率为 n ，厚度为 d 的透明介质，则该路光程的增量为：nd
D、光程就是将光在媒质中的传播距离折合成光在相同的时间内、在真空中的传播距离
8、已知照相机镜头玻璃的折射率n1 = 1.52，在镜头表面涂一层折射率n2 = 1.38的MgF2增透膜，设工作波长为550 nm，则MgF2薄膜的最小厚度应为［ ］
A、90.5 nm
B、99.6 nm
C、180.9 nm
D、199.3 nm
9、用干涉法可检测工件表面的平整度。方法是：将光学平板玻璃放在待检工件表面，一端稍稍压紧，然后用一束波长为 λ 的单色平行光垂直照射。若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的表面缺陷是
A、凸起，且高度为λ/4
B、凸起，且高度为λ/2
C、凹陷，且深度为λ/2
D、凹陷，且深度为λ/4
10、如图所示，两块玻璃片一端接触，另一端夹一金属丝，在玻璃板之间形成一个空气劈尖，现用波长为550 nm的单色平行光从上方正入射，观察反射光的干涉条纹。已知玻璃板左右两端的宽度 L = 5.00cm ，测得相邻两明纹（或暗纹）之间的距离为0.500 mm，则金属丝直径为[ ]。
A、12.0μm
B、13.3μm
C、27.5μm
D、55.0μm
11、在牛顿环实验中，测得某一暗环的直径为3.00 mm，在它的外面第10个暗环的直径为5.30 mm，已知牛顿环中平凸透镜的球面曲率半径为1.01 m，则入射光的波长为[ ]。
A、473 nm
B、589nm
C、628 nm
D、633 nm
12、当光波在两种不同的透明介质表面发生反射时，反射光一定会产生半波损失。
13、当光线照射到空气中的肥皂膜上时，在透射光的干涉中，因半波损失引起的附加光程差为。
14、在等厚干涉中，相邻两个明条纹对应的薄膜的厚度差为，式中n是薄膜的折射率，是光在真空中的波长。
15、光波从光疏介质向光密介质入射时，反射光波在反射时会产生半波损失，而折射光在折射时没有半波损失。
16、在迈克尔孙干涉仪产生的等倾干涉条纹中，若观察到圆环型干涉条纹正从圆心处冒出，则由分光板分出的两束光的光程差正在逐渐变小。
17、在杨氏双缝实验中，测得双缝间距为0.30mm。要使波长为600nm的光在观察屏上产生间距为1.00mm的干涉条纹，则屏与双缝之间的距离应为 m。（填数值，结果保留两位有效数字，如：10、2.0、0.55 等）
18、在杨氏双缝干涉实验中，若保持入射光的波长不变、双缝到观察屏的距离不变，减小两狭缝之间的距离，则屏上干涉条纹的间距将_________。（填：变大、变小 或 不变）
19、在杨氏双缝干涉实验中，当实验装置在空气中时，观察到的条纹间距为1.0mm。若将整个实验装置放入水中，水的折射率，则条纹间距将变为________mm。（用数值表示，取两位有效数字）
20、如图所示，在折射率 n1=1.52 的冕牌光学玻璃表面镀了一层厚度为 e 、折射率 n =1.45 的二氧化硅薄膜，现用波长 λ=550nm 的单色平行光垂直照射到此薄膜上。若要使透射光最强，则此膜的最小厚度为 nm。（填数值：结果保留两位有效数字，如：88、9.5 、0.56）
第四周教学内容1 第3单元 光的衍射（2）
第3单元 光的衍射 单元测验
1、根据惠更斯－菲涅尔原理，若已知光在某时刻的波阵面为S，则S前方某点P的光强决定于波阵面S上所有面元发出的子波各自传到P点的（ ）。
A、光振动的振幅之和
B、光强之和
C、光振动振幅之和的平方
D、光振动的相干迭加
2、在夫琅禾费单缝衍射实验中，波长为 l 的单色平行光垂直入射在宽度 a =5 l 的单缝上，在衍射角为30°的方向上，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（ ）
A、4
B、5
C、6
D、7
3、在夫琅禾费单缝衍射实验中，设中央明条纹的衍射角很小，若使单缝宽度增大到原来的2倍，同时入射光的波长增大到原来的3/2倍，则屏幕上中央明条纹的线宽度变为原来的（ ）倍
A、3/4
B、2/3
C、1
D、3/2
4、波长为400nm和600nm的两种单色光垂直照射在某个光栅上，观察衍射光谱时发现，除中央明条纹外，两种波长的谱线第2次重叠时，发生在衍射角为的方向上。则此光栅的光栅常量为（ ）。
A、1.2um
B、2.4um
C、3.6um
D、4.8um
5、将一束波长l = 589.3 nm 的单色平行光垂直入射在每厘米内有5000条透光狭缝的衍射光栅上，光栅中每个透光狭缝的宽度a 是缝间不透光部分宽度b 的一半，则观察屏上最多能看到（ ）条谱线。
A、3
B、5
C、6
D、7
6、一衍射光栅有 N 条透光狭缝，其光栅常数为 d ，光栅中每条透光狭缝的宽度为 a，其中d/a = 2.5，现以一波长为 l 的单色平行光垂直照射光栅。则在透光缝 a 的单缝衍射中央明条纹的宽度内，有（ ）个光栅衍射的衍射明条纹（主极大）。
A、N
B、3
C、5
D、7
7、在如图所示的夫朗禾费衍射装置中，将单缝宽度 a 稍稍变窄，同时使会聚透镜 L 沿 y 轴正方向作微小位移，则屏幕 C 上单缝衍射的中央明条纹将（ ）
A、变宽，同时整体向上移动；
B、变宽，不移动；
C、变窄，同时整体向上移动；
D、变宽，不移动；
8、用波长 400 ~ 760 nm的白色平行光垂直照射到光栅上。在它的衍射光谱中，第二级和第三级将发生重叠，则第二级光谱中被第3级光谱重叠的波长范围是（ ）。
A、400~507nm
B、600~760nm
C、507~600nm
D、507~760nm
9、孔径相同的红外线照相机和可见光照相机相比，其分辨率小的原因是（ ）
A、红外线具有热效应
B、红外线更容易被气体中的尘埃散射
C、红外线更容易被大气吸收
D、红外线的波长比可见光的波长 长。
10、波长λ = 600 nm的单色平行光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角φ2 满足sinφ2 = 0.2 ，且第四级缺级。则在下列 4 个结论中，错误的是（ ）
A、该光栅的光栅常数 d = 6.0μm
B、该光栅中每个透光狭缝可能的最小宽度a = 1.5μm；
C、可能出现的衍射条纹的最高级次为第9级；
D、在屏上可能呈现出的全部主极大的级次为0、±1、±2、±3、±5、±7、±9；
11、在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大入射光波长，其他条件不变，则中央明条纹宽度变小。
12、在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其他条件不变，则中央明条纹宽度变小
13、孔径相同的微波望远镜和光学望远镜相比较，前者的分辨本领较小的原因是星体发出的微波能量比可见光能量小。
14、电子显微镜的分辨本领要比普通光学显微镜的分辨本领大得多，这是因为电子显微镜所用电子波长比可见光波长小。
15、对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该换一个光栅常数较小的光栅。
16、单色平行光垂直照射到一个单缝上，若其第3级明纹的中心位置正好和波长为nm的第3级暗纹位置重合，则此单色光的波长为_______nm。
17、在宽度mm的单缝后放一个焦距cm的会聚透镜，用波长nm单色光平行垂直照射，则观察屏上中央明条纹的宽度为________mm。
18、在明亮的教室内，人眼瞳孔直径约为3.0 mm。假设可见光的波长为550 nm，黑板上有两条相距 2 mm的横线，对于一个视力正常的同学来说，当他距离黑板5 m远时，根据光的衍射理论判断，他应该_______（填：能 或 不能）看清该等号。
19、一束单色平行光垂直入射到每毫米有400条透光狭缝的光栅上，其第2级明纹的衍射角为30°角，则入射光的波长为________nm。
20、布拉格公式： 中，为_________，为_________。
第3单元 光的衍射作业：本单元作业题共 5 个计算题，请同学们在发布后的两周内完成，作业提交后将由学生互批 。
1、
2、
3、
4、
5、
第5周教学内容 第4单元 光的偏振（1）
第4单元 光的偏振 作业 本单元作业共 5 个题，需在作业发布后2周内提交。最后1题涉及到下一周中要学的两节内容：波片和偏振光的干涉。可在下一周将光的偏振全部学完后一起提交。
1、部分偏振光可以看成是自然光和线偏振光的混合光。现让一束部分偏振光垂直通过一个偏振片，在以光线为轴线旋转偏振片时，测得透射光强的最大值是最小值的5倍，试求: 该部分偏振光中自然光和线偏振光的光强之比以及光的偏振度。
2、一束强度为的自然光垂直入射到叠放在一起的三个偏振片上。已知第一和第三个偏振片的偏振化方向正交，第二个与第一个的偏振化方向之间的夹角为，试求: （1） 透射光的光强。 （2） 要使透射光的强度达到最大，第一、第二个偏振片的偏振化方向之间的夹角为多大。
3、自然光通过两个偏振化方向成的偏振片，若每个偏振片把通过的光线吸收了10%，求透射光强与原入射光强之比。
4、19.13 在两个正交的偏振片A、B之间插入另一个偏振片C，并使C以光线为轴、角速度作匀速旋转，则透射光强 I 将被调制。假设 时，A、C两偏振片的偏振化方向互相平行，试证明：以强度为 的自然光垂直入射时，和之间的关系满足
5、
第6周教学内容1 第4单元 光的偏振（2）（本周恰逢五·一劳动节，故仅有一节教学内容）
第四单元 （对应教材第19章）光的偏振单元测验
1、一束由光强均为 I 的自然光和线偏振光组成的部分偏振光，垂直入射到一个偏振片上，当偏振片以入射光线为轴线转动时，透射光的最大光强与最小光强之比为（ ）
A、3:1
B、2:1
C、3:2
D、4:1
2、两偏振片A、B前后平行放置，其偏振化方向之间的夹角为0°，若在两偏振片之间又插入一块偏振片C，已知偏振片C的偏振化方向与A的夹角为为30°，若入射到偏振片A上的自然光的强度为 I ，则最后从偏振片B透射出的光强为（ ）
A、3I/8
B、3I/16
C、3I/32
D、9I/16
3、一束强度为 I 的线偏振光垂直入射到一组彼此平行偏振片上，不考虑偏振片对入射光能量的吸收，要使出射光的光振动方向转过90°，则至少需要几块偏振片？其可能的最大透射光强是多少？（ ）
A、3块，I/2
B、3块，I/3
C、2块，I/2
D、2块，I/4
4、人们在夏天出行或开车时，常常会佩戴一副偏振眼镜，其主要功能就是为了尽可能减少令人眩目的由地面反射的太阳光，以提高行车安全。问这样的偏振眼镜中左右两块偏振片的偏振化方向（ ）
A、方向相同，均沿竖直方向
B、方向相同，均沿水平方向
C、一个沿竖直方向，另一个沿水平方向
D、只要两偏振片的偏振化方向相同即可，可沿任意方向
5、自然光从折射率为n1的介质入射到折射率为n2的介质表面时，要使反射光变成完全偏振光，则入射角i 应满足（ ），且反射光的光振动方向（ ）。
A、 ，垂直于反射射面
B、 ， 平行于反射面
C、 ， 垂直于反射面
D、 ， 平行于反射面
6、实验发现，当一束自然光从空气射到某种透明介质的表面上时，当入射光线与折射光线之间的夹角为156°时，反射光为完全偏振光，则该透明介质的折射率最接近于（ ）
A、1.45
B、1.54
C、1.72
D、1.75
7、一束波长为λ的单色线偏振光垂直入射到波片上，该波片对o光和e光的折射率分别为no和ne。已知入射线偏振光的光振动方向与波片中光轴方向的夹角为30°，若要使透射光仍然为线偏振光，且光振动方向与入射线偏振光的光振动方向的夹角为60°，则该波片的厚度 d 应满足的条件是（ ）
A、
B、
C、
D、
8、一束波长为λ的单色线偏振光垂直入射到一块1/4波片上，且入射线偏振光的光振动方向与波片中光轴方向的夹角为30°，则从波片射出后，光的偏振状态变为（ ）。
A、仍然为线偏振光，但光振动方向 向着 光轴方向转过了60°
B、椭圆偏振光，其最大光振动最小光振动的振幅之比为2:1
C、椭圆偏振光，其最大光振动最小光振动的振幅之比为
D、条件不足，无法确定，可能是圆偏振光，也有可能是椭圆偏振光
9、在偏振光干涉实验中，若两个偏振片的偏振化方向互相垂直，该波片对o光和e光的折射率分别为no和ne。现用一束波长为λ的单色自然光垂直照射，要使透射光满足干涉加强条件，则波片的厚度d 应满足的条件是（ ）
A、
B、
C、
D、
10、下面4个图给出了几种自然光或线偏振光在两种透明介质表面反射和折射光的光路图及其偏振态，图中 i 表示一般入射角，ib 表示布儒斯特角，其中正确的是( )。
A、
B、
C、
D、
第7周教学内容 第5单元 狭义相对论（1）
第4单元 狭义相对论 作业 本单元作业共6个计算题，需在作业发布后2周内提交。提交后由学生互批
1、
2、
3、
4、
5、
6、
第8周教学内容2 第5单元 早期量子论（1）
第5单元 早期量子论 单元测验 本测验共10 道题，满分50分。请在发布后3周内提交，截止提交日期为6月12日
1、白炽灯工作室的温度为2400K，灯丝可看作黑体。如果灯的功率为100W，则灯丝的表面积为（ ）
A、
B、
C、
D、
2、经典理论在解释黑体辐射实验规律时，出现的紫外灾难指的是［ ］
A、在瑞利-金斯分布中，单色辐出度函数的理论值在短波方向的趋于无限大，与实验结果不符
B、在维恩分布中，在长波部分的理论值与实验曲线严重偏离
C、维恩分布在短波方向趋于零
D、瑞利-金斯分布在长波方向趋于零
3、下列实验现象中，最能体现光具有粒子性的是[ ]
A、粒子被金箔表面散射
B、任意物体在任意温度下都向外辐射电磁波
C、电子束被晶体表面散射后形成衍射图样
D、金属表面被光照射后有电子逸出
4、康普顿效应的主要特点是［ ］
A、散射光的波长均比入射光的波长短，且随散射角增大而减小，但与散射体的性质无关
B、散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射角、散射体性质无关
C、散射光中既有与入射光波长相同的，也有比入射光波长长的和比入射光波长短的，这与散射体性质有关
D、散射光中有些波长比入射光的波长长，且随散射角增大而增大，有些散射光波长与入射光波长相同，这都与散射体的性质无关
5、氢原子的基态能量为-13.6eV，则其第一激发态的能量为[ ]
A、-3.4eV
B、-1.51eV
C、-10.02eV
D、-12.1eV
6、由玻尔的氢原子理论知，当大量氢原子处于的激发态时，氢原子将可能发出［ ］
A、一种波长的光
B、两种波长的光
C、三种波长的光
D、连续光谱
7、当氢原子从某初始状态跃迁到激发能(从基态到激发态所需的能量)10.2eV的激发态上时，发出一个波长为488nm的光子，则初始状态氢原子的能量是（ ）。
A、-0.85eV
B、0.85eV
C、-1.51eV
D、-0.54eV
8、某光电管阴极, 对于l = 491nm 的入射光，其发射光电子的遏止电压为0.71 V．当入射光的波长为______________nm 时，其遏止电压变为1.43 V．
9、以波长为l = 0.207 mm的紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯的红限频率n 0=1.21×赫兹，则其遏止电压|Ua| =________________V．（填数值，保留两位有效数字，如：1.3、0.85）
10、康普顿散射中，当散射光与入射光的夹角 f = _______°时，散射光的波长最大．
第5单元 早期量子论作业，本单元作业共有 6个计算题，需在作业发布后2周内提交，截止提交时间为6月6日23:30。由课程助教批改
1、
2、
3、
4、
5、
6、
第8周教学内容1 第4单元 狭义相对论（2）
第4单元 狭义相对论 单元测验 本测验需在发布后 3 周内提交，由系统自动阅卷
1、关于迈克尔孙-莫雷实验，下列说法正确是（ ）
A、迈克尔孙-莫雷实验的实验目的是为了验证光速不变原理
B、迈克尔孙-莫雷实验的结果验证了光速不变原理
C、迈克尔孙-莫雷实验的结果表明经典的速度叠加原理不适用于光的传播问题
D、迈克尔孙-莫雷实验实验的结果表明地球和以太之间没有相对运动
2、狭义相对论的相对性原理说的是（ ）
A、所有的惯性系，对力学规律来说都是等价的；
B、在所有的参照系中，力学规律都有相同的数学表达形式；
C、物理规律在所有的惯性参照系中都是相同的；
D、在所有的参照系中，物理规律都有相同的数学形式。
3、在狭义相对论中，下列几种说法正确的是（ ） （1）在所有的惯性系中，物理规律都有相同的数学表达形式； （2）在真空中，光的传播速度与光的频率、光源和观察者的运动状态无关； （3）在任何惯性系中，光在任意方向的传播速度都相同； （4）在某惯性系中，同地、同时发生的两个事件，在任何其它惯性参照系中也一定是同时发生的。
A、只有1、2、3正确
B、只有2、3、4、正确
C、只有1、2、4正确
D、全部正确
4、在狭义相对论中，下列几种说法正确的是（ ） （1）任意两物体之间的相对运动速度都不能大于真空中的光速； （2）对质量、长度、时间的测量结果都与物体与观察者的相对运动有关； （3）在某惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在任何其他惯性系中一定不会同时发生； （4）任何惯性系中的观察者，观察一个正在作匀速直线运动的时钟时，都会发现运动的时钟走慢了。
A、只有1、2、3正确
B、只有2、3、4、正确
C、只有1、2、4正确
D、全部正确
5、在狭义相对论中，关于同时性的以下几个结论，正确的是（ ）
A、在某惯性系内同时发生的两个事件，在另一惯性系内一定不同时发生；
B、在某惯性系内不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系内也一定同时发生；
C、在某惯性系内同一地点、同时发生的两个事件，在另一惯性系内一定同时发生；
D、在某惯性系不同地点、不是同时发生的两个事件，在另一惯性系中一定不同时发生。
6、一艘宇宙飞船正以0.4c 的速度飞过地球，宇航员用高速相机对地球拍照，拍照的曝光时间为s。在地球参照系中的观察者来看，该次照相的曝光时间为（ ）。
A、s
B、s
C、s
D、s
7、把一个静止质量为的粒子，由静止加速到0.6c ，需要对电子做的功为（ ）。
A、
B、
C、
D、
8、静止时体积为，密度为的立方体，沿其一个棱边的方向相对于观察者A以高速运动，则观察者A测得立方体的体积和密度分别为（ ）。
A、 ,
B、 ,
C、 ,
D、 ,
9、一艘固有长度为的宇宙飞船，正以飞临地球。假设一束光脉冲从船未向船头传播。则地面上的观察者测得光脉冲的传播时间为（ ）。
A、
B、
C、
D、
10、一个电子被加速后，其动能为0.34MeV，此时它的速度和质量为（ ）。（提示：为电子的静止质量，=0.51MeV）
A、0.7c ,
B、0.8c ,
C、0.4c ,
D、0.9c ,
11、在某惯性系中同一地点发生的两个件事，静止位于该地的观察者测得这两个事件时间间隔为4 s，若另一惯性系中的观察者测得的时间间隔为 5 s，则两惯性系之间的相对运动速度是 c（c 为光速）。
12、介子的静止质量为kg，当介子的速度为0.6c 时，其质量为________kg 。（填写数值，保留3位有效数字）
13、介子的固有寿命是s。当介子的速度为0.6c 时，其寿命是________s （填写数值，保留3位有效数字）。
14、在某惯性系中，两个静止质量都是的粒子，以相同的速率0.8c 沿同一直线相向运动，碰撞后合在一起生成一个新的粒子，若碰撞过程没有能量损失，则新生粒子的静止质量为的 倍（填写数值，保留3位有效数字）。
15、若电子的动能恰好等于其静止能量，则电子的速度为光速的 倍（填写数值，保留3位有效数字）
16、设电子的静止质量为，当电子以0.99c 的速度运动时，则电子的动能约为其静止质量的 倍。
17、牛郎星距离地球约16光年。若宇宙飞船以0.999c的速度从地球向牛郎星匀速飞行。则飞船上的乘客测得地球与牛郎星的距离约为 光年。（填写数值，保留两位有效数字）
18、地面上的观察者，测得有两艘宇宙飞船都以 0.5c 的速度在同一直线上沿相反方向飞行，则飞船上的观察者测得两艘飞船之间的相对速度为 c（题中 c 为光速，填写数值，保留一位有效数字）
第9周教学内容2 第6单元 量子力学基础（1）
第6单元 量子力学基础单元测验 本次测验共10个选择题 ，截止提交时间为6月12日
1、
A、72KeV
B、49KeV
C、95KeV
D、120KeV
2、
A、0.235nm
B、0.332nm
C、0.470nm
D、0.664nm
3、
A、eV
B、eV
C、eV
D、eV
4、关于不确定关系，有以下几种理解： (1) 粒子的动量不可能确定 (2) 粒子的坐标不可能确定 (3) 粒子的动量和坐标不可能同时准确地确定 (4) 不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子 其中正确的是［ ］
A、(1)、（2）
B、（2）、（4）
C、（3）、（4）
D、（1）、（4）
5、
A、25cm
B、50cm
C、250cm
D、500cm
6、将波函数在空间各点的值同时增大到n倍，则粒子在空间的分布概率将［ ］
A、增大到倍
B、增大到倍
C、增大到倍
D、不变
7、
A、
B、
C、
D、
8、一质量为m的粒子被限制在宽度为的一维无限深方势阱（在范围内，势能函数）中，其基态所对应的量子数为。当该粒子处于量子数的激发态时，其概率密度最大的各点中，距离最近的是 [ ]
A、
B、
C、
D、
9、在宽度为的一维无限深方势阱（在范围内，势能函数）中有一质量为的粒子，当该粒子处于第一激发态时，其德布罗意波长为[ ]
A、
B、
C、
D、
10、根据量子力学理论，频率为的一维线性谐振子的最小能量为[ ]
A、0
B、
C、
D、
11、根据量子力学理论，频率为的一维线性谐振子的能量为( ),而根据普朗克能量子假设，谐振子的能量只能取（ ）
A、 、
B、 、
C、 、
D、 、
大学物理--光学、近代物理 第六期结业考试
大学物理--光学、近代物理 第五期 结业考试
1、在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为0.200mm，缝屏间距为1.00，若第2级明条纹距离屏幕中心的距离为6.00mm，则入射单色光的波长为( ) nm。
A、450
B、500
C、550
D、600
2、一块玻璃片上滴一滴油，当油滴展开成油膜时，假设油膜的厚度从中心向外逐渐变薄。在波长为600nm的单色光垂直照射下，从反射光中观察油膜所形成的干涉条纹，已知空气的折射率为1.00，油的折射率为1.40，玻璃的折射率为1.68。若油膜中心的厚度为1000nm。则在整个油膜上最多可看到（ ）条明条纹。
A、3
B、4
C、5
D、6
3、在劈尖干涉中，单色平行光从上向下垂直照射，从上向下三层介质的折射率分别为、、，且满足。则在反射光的干涉中，明条纹处劈尖的厚度满足（ ）
A、
B、
C、
D、
4、在单缝的夫琅禾费衍射中，若单缝的宽度为，透镜的焦距为，用波长为的单色光垂直入射。则观察屏上第明条纹距离中央明纹中心的距离为
A、
B、
C、
D、
5、在单缝的夫琅禾费衍射中，若观察屏上P点处为第2级明纹中心，则由菲涅尔半波带理论，从P点看过去，该狭缝被分成了（ ）个半波带。
A、2
B、3
C、4
D、5
6、在迈克耳孙干涉实验中，若将一块折射率为，厚度为的透明玻璃片插入干涉仪的一臂上。则插入前后，两束光光程差的改变量为（ ）。
A、
B、
C、
D、
7、在圆孔的夫琅禾费衍射实验中，设圆孔的直径为，透镜的焦距为，所用单色光的波长为。则在透镜焦平面的观察屏上，艾里斑的直径为（ ）
A、
B、
C、
D、
8、波长为的单色光，垂直入射在一个光栅上，第二级衍射明纹出现在衍射角为处，第四级缺级，则该光栅上每个透光狭缝的最小宽度为（ ）
A、
B、
C、
D、
9、两偏振片A和B互相平行前后放置，通过偏振片A的光强为，它们的偏振化方向之间的夹角为90°。现在两个偏振片之间再插入一个偏振片C，偏振片C和偏振片A的夹角为60°。则最后通过偏振片B的光强度为（ ）
A、
B、
C、
D、
10、甲、乙、丙三艘宇宙飞船，它们的固有长度都是，现在它们分别在三条平行的直线上沿同一方向运动，飞船甲上的观察者测得飞船乙的长度为，乙上的观察者测得丙的长度也为，甲发现丙和乙都比自己飞得快，丙最快，则甲上的观察者测得丙的速度为和长度分别为（ ）。
A、
B、
C、
D、
11、地面上的某个观察者测得两艘飞船正以相同的速度，分别从东西两个方向向他飞来。则两艘飞船上的观察者测得他们之间相对运动速度的大小最接近于（ ）
A、0.950c
B、0.994c
C、0.999c
D、1.8c
12、中子的静止质量为1.675×Kg，静止能量为940MeV，现测得一个快中子的动能为60MeV。则该中子的速度为最接近于（ ）
A、0.34c
B、0.36c
C、0.38c
D、0.40c
13、关于不确定关系式：，有以下几种理解，正确的是：( )
A、微观粒子的动量和位置不能同时准确地测出
B、微观粒子的动量不能准确确定
C、不能准确地测出微观粒子的位置和动量
D、不确定关系只适用于微观粒子，不适用于宏观粒子
14、若电子的动能为3.0KeV，则该电子的德布罗意波长为 nm. (1eV＝1.60×J )
A、0.022
B、0.22
C、2.2
D、0.044
15、由不确定关系的近似式，可知如果粒子位置的不确定度等于其德布罗意波长，则（ ）
A、此粒子速度的不确定度将大于其速度
B、此粒子速度的不确定度将大于其速度的2倍
C、此粒子速度的不确定度将小于其速度
D、此粒子速度的不确定度将小于其速度的2倍
16、关于普朗克能量子假设，有以下几种说法 （1）空腔中的谐振子的能量总是量子化的 （2）谐振子每次发射或吸收的能量是量子化的 （3）谐振子辐射的能量等于谐振子本身的能量 （4）谐振子每次发射或吸收的能量都是相同的，均为 其中，正确的是（ ）
A、（1）和（2）
B、（1）和（3）
C、（2）和（3）
D、（3）和（4）
17、高速运动的电子的静止质量为，相应的德布罗意波长为，则电子的速率为（ ）
A、
B、
C、
D、
18、将波函数在空间各点的振幅同时增大2倍，则粒子在空间各点出现的概率密度将（ ）
A、增大到原来的4倍
B、增大到原来的2倍
C、不变
D、增大到原来的3倍
19、若氢原子处于主量子数 n = 4 的激发态，则由量子力学理论可得其轨道角动量大小的可能取值（用 ? 或 h 表示）分别为（ ）
A、、、和
B、0、h、2h、3h
C、0、、、
D、0、、、
20、根据量子力学理论，当氢原子处于量子数为 、 的量子态时，其核外电子的轨道角动量的大小为（ ）。
A、
B、
C、
D、
21、根据量子力学原理，当氢原子中电子的轨道角动量时，在外磁场方向上的投影可以取的值分别为（ ）。
A、 和
B、0、 和
C、0、 和
D、在[ ,]之间可连续取值
22、在单缝的夫琅禾费衍射实验中，若单缝沿水平方向放置，并保持入射光的波长、入射方向、单缝的宽度、透镜的位置均不变，仅让单缝做微小的向上平移，则观察屏的衍射条纹将整体向下平移。
23、在杨氏双缝衍射实验中，若保持双缝间的中心距离不变，同步减小两个透光狭缝的宽度，则在单缝衍射中央明纹的范围内，双缝干涉的明条纹数将增加。
24、晶体的光轴是晶体中一根特殊的轴线，只有当光线在晶体内沿该轴线传播时，才不会产生双折射现象。
25、当光线在晶体内产生双折射时，产生的o光和e光都是完全偏振光，而且都不满足折射定律。
26、光学仪器的分辨本领与物镜孔径的大小成正比，与入射光波长的大小成反比。
27、在杨氏双缝干涉实验中，若用红、蓝两种颜色的光同时照射，则观察屏上红光的干涉条纹间距小，蓝光的干涉条纹间距大。
28、在劈尖干涉中，单色平行光从上向下垂直照射在劈尖上。若从上向下三种介质的折射率的大小关系满足，则在反射光干涉中，因半波损失引起的附加光程差为 0 。
29、在用迈克尔孙干涉仪观察等倾干涉的实验中，前后移动导轨上的反射镜M2，即可观察到等倾干涉条纹的吞级和吐级现象。若入射光的波长为，在某个过程中，观察到视场内连续吐出了10个条纹，则反射镜移动的距离为。
30、根据量子力学理论，对于频率为的一维线性谐振子，其能量的可能取值为
31、根据量子力学理论，对于频率为的一维线性谐振子，其能量的可能取值为，式中 n = 0、1、2、……，称为量子数，。
32、根据量子力学理论的求解结果，频率为的一维线性谐振子的最低能量为。
33、钾原子核外有19个电子。处于基态的钾原子的电子组态为:
34、一单色平行光垂直照射一单缝时，若其第2级明条纹的位置正好与用波长为600nm的单色光照射时第2级暗条纹的位置重合，则该单色光的波长为 nm。（保留3位有效数字，如：450、560 等等）
35、假设光从空气射向玻璃时的起偏振角为58°。现使光线以58°的入射角射到该玻璃上，则光线在玻璃内的折射角为 ° 。
36、假设光从空气射向玻璃时的起偏振角为58°，则该玻璃的折射率 n 为 。（取三位有效数字，如：150、1.50 、0.150 等等）
37、一束由线偏振光和自然光组成的混合光，垂直入射到一块偏振偏上。若以光线为轴线，转动偏振片，测得通过偏振片后的最大光强是最小光强的5倍。则入射的混合光中，线偏振光的强度是自然光强的 倍（填整数值）
38、一束线偏振光垂直入射到一块波片上，已知该波片中光轴方向平行于波片表面。要使透射光仍然为线偏振光，则该波片一定是全波片或 波片。
39、某种透明介质对于空气的全反射的临界角为45°。则当光从空气射向该透明介质时的布儒斯特角为 °（保留3位有效数字，如：48.9、57.8 等等）
40、一束自然光连续通过两块偏振片，假设两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为30°，则透射光强与入射光强之比为（ ）。（用数值表示，取三位有效数字，如：1.38、0.185 等 ）
41、一束波长为550nm的线偏振光垂直射到一块由方解石晶体做成的玻片上，同时入射光的光振动方向与波片的光轴方向之间的夹角为45°。若要使透射光变成一束圆偏振光，则该波片的最小厚度为 nm。（已知方解石晶体的，结果用数值表示，取3位有效数字，如：456、53.4 等）
42、一列正在高速行驶的列车，地面上的观察者发现在某个时刻，车头和车尾同时被闪电击中。根据相对论中同时的相对性，车厢内的观察者发现闪电先击中车 。
43、一个高速运动的粒子，当它的动能等于其静止能量的1/3时，其速度约为光速的 倍（填写数值，取2位有效数字，如：1.2、0.86 等）
44、μ粒子静止时的固有寿命是2.2μs，当它相对于实验室做高速运动时，测得其动质量为其静止质量的5倍，则该粒子在实验室中能通过的距离约为 k?m（填数值，保留两位有效数字，如：25、2.5、0.25 等）。
45、假设人体的辐射可以看成是黑体辐射，人的正常体温是37.0℃，则人体热辐射最强的波长是 。（取三位有效数字,如10.1、9.50、0.985 等。已知斯特潘-玻尔兹曼常数为，维恩位移常数为）
46、若电子的物质波波长为 0.20nm，则该电子的动能为 eV。（填数值，保留两位有效数字，如：35、3.5、0.35 等。不考虑相对论效应，已知普朗克常量： ，电子的静止质量：）
47、在光电效应实验中，若用波长为366nm的紫外光照射在金属钾上，已知钾的逸出功为2.25eV， 则实验中的遏制电势差为： V。（填数值，取3位有效数字，如：2.35、23.5 等等。1eV = 1.6×J）
48、实验测得，天狼星辐射波谱的峰值波长为0.289 mm，若将它看成是黑体，则由维恩位移定律可以估算出它的表面温度为___________ K． （结果取3位有效数字,如：123、12.3、0.123 等等，已知：维恩位移常数)
49、位置与动量的不确定关系为：。 某单色光的波长为300nm，如果此单色光的相对谱线宽度（可视为测量波长时的相对不确定度）为，则同时测定此光子位置时位置的不确定量为 cm。（用数值表示，保留2位有效数值）
50、在一维无限深势阱中，当粒子处于基态时的波函数为 ()，则粒子在内出现的概率为 %（用数值表示，取两位有效数字，如：75、7.5 等）
学习通大学物理光学·近代物理
导言
光学是物理学的一个分支，研究光的传播规律、光的反射、折射、干涉、衍射等现象。
近代物理是指二十世纪初期至今物理学的发展阶段，涉及到的领域众多，包括相对论、量子力学、核物理等。
光学基础
光的传播是一种波动形式，因此，光的传播遵循波的传播规律。波动光学的研究内容包括波动传播速度、波长、频率等基本特性。
光的传播速度
在真空中，光的传播速度为$c=3.0×10^8m/s$。在介质中，光的传播速度会减慢，其大小与介质的折射率有关。
光的波长和频率
光的波长和频率是描述光波特性的两个重要物理量。光的波长和频率满足以下公式：
$\\lambda=\\frac{ c}{ f}$
$f=\\frac{ c}{ \\lambda}$
其中，$\\lambda$为光的波长，$f$为光的频率，$c$为光在真空中的传播速度。
光的反射和折射
光的反射
光的反射是指光线遇到边界时，从边界上的点反射回来的现象。根据光的反射定律可知，入射角等于反射角。
$\\theta_i=\\theta_r$
光的折射
光线从一种介质进入到另一种介质时，会发生折射现象。入射光线和折射光线的夹角满足折射定律：
$\\frac{ \\sin\\theta_i}{ \\sin\\theta_r}=\\frac{ n_2}{ n_1}$
其中，$\\theta_i$为入射角，$\\theta_r$为折射角，$n_1$和$n_2$分别为两种介质的折射率。
光的干涉和衍射
光的干涉
光的干涉是指两束或多束光线相遇时，由于它们的相位关系而产生互相干涉的现象。干涉可以分为构成干涉和破坏干涉两种情况。
光的衍射
光的衍射是指光通过一个有限大小的孔或障碍物时，光波会沿不同方向传播，产生衍射现象。衍射的程度与波长、孔的大小和形状、孔与屏幕的距离等因素有关。
近代物理
相对论
相对论是对运动物体的描述和研究，主要包括狭义相对论和广义相对论两个方面。
狭义相对论主要研究物体在高速运动时时间和空间的变化规律，建立了质能关系和光速不变原理。
广义相对论主要研究万有引力与时空的关系，提出了时空弯曲和黑洞等概念。
量子力学
量子力学是研究微观粒子行为的物理学分支，主要涉及到波粒二象性、量子态、互不可知原理等内容。
核物理
核物理是研究原子核内部结构和核反应的物理学分支，主要包括放射性、核裂变、核聚变等内容。
结语
光学和近代物理是物理学领域中较为重要的两个分支。对于物理学爱好者和从事相关研究的人来说，掌握光学和近代物理的基础知识和理论原理是非常重要的。
