福建师范大学21秋《热力学与统计物理》平时作业1答案参考72

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福建师范大学21秋热力学与统计物理平时作业1答案参考1. 如果溶质分子有缔合作用,基于稀溶液依数性测定溶质相对分子质量的方法所测得的表观相对分子质量小于其真实如果溶质分子有缔合作用,基于稀溶液依数性测定溶质相对分子质量的方法所测得的表观相对分子质量小于其真实相对分子质量。()错误2. 一相对于实验室以0.50c的速度运动的放射性原子核,衰变时沿其运动方向发射一电子,此电子相对于原子核的速度一相对于实验室以0.50c的速度运动的放射性原子核,衰变时沿其运动方向发射一电子,此电子相对于原子核的速度为0.90c.试求原子核相对于实验室的快度,电子相对于原子核的快度,以及电子相对于实验室的快度.原子核相对于实验室的快度为 电子相对于原子核的快度为 因为快度相当于洛伦兹变换中坐标轴转过的角度,电子相对于实验室的快度就相当于从实验室系转到电子系的转角,而这个转角等于从实验室系转到原子核系的转角与从原子核系转到电子系的转角之和.所以,电子相对于实验室的快度就等于电子相对于原子核的快度与原子核相对于实验室的快度之和 我们也可以先用纵向速度叠加算出电子相对于实验室的速度ve,再换算成相应的快度Ye: 可以看出,由于具有可加性,快度是比速度更简便的概念. 3. 下列属于光的直线传播形所成的现象是A我们能看到本身并不发光的物体B日食和月食C通过湖面看到岸上树的倒下列属于光的直线传播形所成的现象是A我们能看到本身并不发光的物体B日食和月食C通过湖面看到岸上树的倒影D沙漠中出现海市蜃楼B我们能看到本身并不发光的物体(漫反射)日食和月食(光的直线传播)通过湖面看到岸上树的倒影(反射)沙漠中出现海市蜃楼(折射),故选B4. 一切磁现象都起源于运动的电荷。 ( )一切磁现象都起源于运动的电荷。()正确5. 已知某种物质的线性衰减系数为200cm-1,现有一束单色X射线通过该物质后强度减弱了90%,则该物质的厚度应为多已知某种物质的线性衰减系数为200cm-1,现有一束单色X射线通过该物质后强度减弱了90%,则该物质的厚度应为多少?设投射到该物质上的射线强度为I0,被物质衰减的强度则为0.9I0,因而出射的射线强度为0.1I0。 根据X射线的衰减规律I=I0e-x,得到 0.1I0=I0e-x,e-x=0.1 因此 答:物质的厚度应为1.1510-2(cm)。 6. 光束以很小的角度入射到一块平行平板,试求相继从平板反射和透射的前两条光束的相对强度,设平板的折射率为1.光束以很小的角度入射到一块平行平板,试求相继从平板反射和透射的前两条光束的相对强度,设平板的折射率为1.5。7. 端电压随负载电阻的增大而_。假设电源没有内阻,则负载电阻增大时,端电压_。端电压随负载电阻的增大而_。假设电源没有内阻,则负载电阻增大时,端电压_。增大,$不变8. 无规共聚的乙烯和丙烯可以结晶,从而形成硬而韧的塑料。( )无规共聚的乙烯和丙烯可以结晶,从而形成硬而韧的塑料。()错误9. (8分)一汽车以20米/ 秒的速度向一山崖开进,途中鸣了一声笛,2 秒钟后听到山崖传来回声,当司机听到回声时,汽(8分)一汽车以20米/ 秒的速度向一山崖开进,途中鸣了一声笛,2 秒钟后听到山崖传来回声,当司机听到回声时,汽车离山崖还有多远?解答:S20米/ 秒2 秒40米(2分)S340米/秒2680米(2分)由s=( S-S)/2(680米-40米)/2640米/2320米(4分)略10. 用MO理论判断OF、OF-、OF+的磁矩大小次序,正确的是( )。AOFOF-OF+BOFOF+OF-COF-OFOF+D用MO理论判断OF、OF-、OF+的磁矩大小次序,正确的是( )。AOFOF-OF+BOFOF+OF-COF-OFOF+DOF+OFOF-正确答案:D11. 在聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融纺丝过程中,先将制得的非品态卷绕丝冷拉至原长的2.5倍,最后在190下热定型,问:(在聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融纺丝过程中,先将制得的非品态卷绕丝冷拉至原长的2.5倍,最后在190下热定型,问:(1)冷拉的目的是什么?该过程中发生的结构变化可用何种表征手段来检测,写出与该手段有关的表征参数的表达式。(2)纤维不经过热定型,尺寸和性能不能稳定,其原因是什么?取向;$固定取向结构,防止解取向。12. 一频率为1 kHz的声源以vS=34 ms的速率向右运动。在声源的右方有一反射面,该反射面以v1=68 ms的一频率为1 kHz的声源以vS=34 ms的速率向右运动。在声源的右方有一反射面,该反射面以v1=68 ms的速率向左运动。设空气中的声速为=340 ms。试求:(1)声源所发射的声波在空气中的波长;(2)每秒内到达反射面的波数;(3)反射波在空气中的波长。正确答案:(1)在声源右侧声源向着观测者运动静止的观测者接收到的频率为rn rn (2)每秒到达反射面的波数为反射面接收到的频率。在这种情况下波源和接收者都运动而且相互接近所以每秒到达反射面的波数为rn本题为多普勒效应对各种不同情况的应用问题。波在空气中的波长等于波速除以相对于空气静止的观测者测到的频率。13. 为什么在十字路口的球面反射镜比汽车的后视镜要大得多?为什么在十字路口的球面反射镜比汽车的后视镜要大得多?汽车的后视镜要求的视场相对较小,且距人眼比较近,因此它的比较曲率半径可以大一些,尺寸也比较小。而十字路口的球面反射镜要求有大的视场,能使前面拐弯处的整个景物成像,所以曲率半径较汽车的后视镜要小,为了增大视场,所以尺寸相对大一些。14. 设想一飞船以0.80c的速度在地球上空飞行,如果这时从飞船上沿速度方向发射一物体,物体相对飞船的速度为0.90c设想一飞船以0.80c的速度在地球上空飞行,如果这时从飞船上沿速度方向发射一物体,物体相对飞船的速度为0.90c,问从地面上看,物体速度多大?地面参考系为S系,选飞船参考系为S系,vx=0.90c,u=0.80c,根据题意,满足洛伦兹速度逆变换 从地面上看,物体速度 15. 高聚物在交变的应力作用下,形变落后于应力的现象称为:( ) (A)蠕变 (B)应力松弛 (C)内耗 (D)滞后高聚物在交变的应力作用下,形变落后于应力的现象称为:()(A)蠕变(B)应力松弛(C)内耗(D)滞后D16. 下列关于声音的说法中正确的是()A人说话时的声音是由声带振动产生的B女高音歌唱家的“高音”是指声音的响下列关于声音的说法中正确的是()A人说话时的声音是由声带振动产生的B女高音歌唱家的“高音”是指声音的响度很大C两名宇航员登上月球后能直接交谈D声音由空气传到水中,速度不变A、人说话时的声音是由声带振动产生的;故A正确B、女高音歌唱家的“高音”是指声音的音调高;故B错误C、月球上是真空的,声音在真空中不传播;故C错误D、声音在水中的传播速度比在空气中要快;故D错误故选A17. 除去外力后,线形聚合物的蠕变能完全回复。 ( )除去外力后,线形聚合物的蠕变能完全回复。()错误18. 用内能判据导出热、力学和相变平衡条件用内能判据导出热、力学和相变平衡条件内能判据的数学表达形式为 (1) 对于推导平衡条件而言,只涉及U=0,不必考查2U0 为简化,设系统由两个均匀部分(或子系统)组成,分别代表两个相,相互接触,彼此之间可以发生能量与物质的交换,而且两个系统的体积也可以改变,但保持总的S,V及N不变令U1,U2;S1,S2;V1,V2;N1,N2分别代表两个子系统的内能、熵、体积和摩尔数对整个系统,有 U=U1+U2, (2a) S=S1+S2, V=V1+V2, N=N1+N2 (2b) 于是有 (3) 由约束条件(2b),得 S2=-S1, V2=-V1, N2=-N1. (4) 利用(4),则(3)化为 U=(T1-T2)S1-(p1-p2)V1+(1-2)N1. (5) 根据内能判据,内能取极小的必要条件为U=0由于(5)式中的S1,V1和N1均可独立改变,故得平衡条件 (6) 19. 广播所用的中波波波段的频率是1.0105HZ 1.5106HZ ,这个波段的波长范围是_m _m 。广播所用的中波波波段的频率是1.0105HZ 1.5106HZ ,这个波段的波长范围是_m _m 。3000;200020. N3-I3O3分子中有极性,但无旋光性的是( )。A,B,C,DN3-I3O3分子中有极性,但无旋光性的是( )。A,B,C,D正确答案:D21. 在蒸汽压缩式制冷机中,从冷凝器流出的液体经节流后温度降低了,并有部分液体变为同温度的蒸汽,试解释为什么在蒸汽压缩式制冷机中,从冷凝器流出的液体经节流后温度降低了,并有部分液体变为同温度的蒸汽,试解释为什么温度降低反而使液体蒸发?节流过程是等焓过程,即U1+p1V1=U2+p2V2,其中下标“1”表示初态,下标“2”表示末态已知液体经节流以后温度降低,内能减小,而节流膨胀后压强显著减小,要维持焓的不变只能显著地增加体积部分液体的汽化能显著增加系统的总体积,以维持焓的不变,所以必然有部分液体蒸发22. 在狭义相对论中通常认为时间是:A、不存在的B、相对的C、绝对的D、不变的在狭义相对论中通常认为时间是:A、不存在的B、相对的C、绝对的D、不变的正确答案: B23. 单晶、树枝状晶、串晶、球晶等都是多晶体。( )单晶、树枝状晶、串晶、球晶等都是多晶体。()错误24. 设 a=a1ex+a2ey+a3ez,r=xex+yey+zez求矢量场b=ar的矢量线。设a=a1ex+a2ey+a3ez,r=xex+yey+zez求矢量场b=ar的矢量线。由矢量积的运算规则可得 则矢量线所满足的微分方程为 (1-1)上式是一个等比式,设比值为K,根据分子分母同乘一个数比值不变,则(1-1)式第一项分子分母同乘a1,第二项分子分母同乘a2,第三项分子分母同乘a3,比值不变,可得 则可写成如下形式: 对上面三式求和可得 a1dx+a2dy+a3dz=d(a1x)+d(a2y)+d(a3z)=d(a1x+a2y+a3z)=0 因为d(a1x+a2y+a3z)=0,所以 a1x+a2y+a3z=C1(1-2)式中C1为任意常数。 再将(1-1)式第一项分子分母同乘x,第二项分子分母同乘y,第三项分子分母同乘z,比值不变,同理可以求出 xdx+ydy+zdz=0 因为xdx+ydy+zdz=d(x2+y2+z2)=0,所以 x2+y2+z2=C2(1-3)式中C2为任意常数。 则矢量线方程为 式中C1、C2为任意常数。 25. 在雅典奥运会上,我省运动员黄珊汕获得蹦床项目铜牌则黄珊汕从蹦床上蹦到最高点的过程中,蹦床的_能转在雅典奥运会上,我省运动员黄珊汕获得蹦床项目铜牌则黄珊汕从蹦床上蹦到最高点的过程中,蹦床的_能转化成她的_能;从最高点下落的过程中(未触及蹦床),_能转化成_能人从蹦床上跟起时,蹦床恢复形变,弹性势能减小,而人的高度升高,人的重力势能增加,故说明嘣床的弹性势能转化为她的重力势能;从最高下落的过程中,人的高度下降,重力势能减小,人的动能增加,故人的重力势能转化为动能;故答案为:弹性势,重力势;重力势,动26. 1976年唐山大地震为里氏9.2级,试求那次地震所释放的总能量,该能量相当于几个百万吨级氢弹爆炸所释放的能量?1976年唐山大地震为里氏9.2级,试求那次地震所释放的总能量,该能量相当于几个百万吨级氢弹爆炸所释放的能量?(“百万吨”是指相当的TNT炸药的质量,1kg TNT炸药爆炸时释放的能量为4.6106J。)由已知公式可知 相当于氢弹爆炸所释放能量的百万吨级数为 个 27. 太阳、点燃的火把、霓虹灯、电视荧屏、萤火虫、水母,把它们分成两类:一类包括_,其特征为_;另一类包括_太阳、点燃的火把、霓虹灯、电视荧屏、萤火虫、水母,把它们分成两类:一类包括_,其特征为_;另一类包括_,其特征为_太阳、萤火虫、水母;自然光源;点燃的火把、霓虹灯、电视荧屏;人造光源28. 指出下列各句话中的“影”,说明了光在传播过程中所遵从的哪种物理规律 (1)手影: _(2)水中的倒影指出下列各句话中的“影”,说明了光在传播过程中所遵从的哪种物理规律(1)手影:_(2)水中的倒影:_(3)电影院放映电影:_(4)立杆见影:_(1)光的直线传播(2)光的反射(3)光的折射(4)光的直线传播29. 环氧丙烷经开环聚合后,可得到不同立构的聚合物(无规、全同、间同),试写出它们的立构的不同,并大致预计它们对环氧丙烷经开环聚合后,可得到不同立构的聚合物(无规、全同、间同),试写出它们的立构的不同,并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响?聚环氧丙烷的结构式如下,存在一个不对称碳原子(有星号的),因而有全同、间同和无规立构体。 性能的影响是:全同或间同立构易结晶,熔点高,材料有一定强度。其中全同立构的结晶度、熔点、强度会比间同立构略高一点。无规立构不结晶或结晶度低,强度差。 常见错误分析:“只存在间同立构,不存在全同立构。” 以上写法省略了H,根据上述结构式,似乎只存在间同不存在全同。这是一种误解,实际上碳的四个价键为四面体结构,三个价键不会在一个平面上。在平面上表示的只是一个示意,全同与间同的真正区别在于CH3是全在纸平面之上(或之下),或间隔地在纸平面之上和之下。 30. 一个物体挂在弹簧测力计下,示数为30N,浸没在水中时,示数为20N,则物体受到的浮力大小是_N,方向是_一个物体挂在弹簧测力计下,示数为30N,浸没在水中时,示数为20N,则物体受到的浮力大小是_N,方向是_此时物体受_力、_力和_力的作用,它们的施力物体分别为_、_和_,物体所受合力_N物体挂在弹簧测力计下时,示数为30N,则说明物体的重力为G=30N;当浸入水中时,物体受重力、拉力及浮力;则浮力F=G-F=30N-20N=10N,方向向上;重力是由于地球的吸引而产生的,故重力的施力物体为地球;弹簧秤的拉力的施力物体为弹簧测力计;浮力的施力物体为水;因物体静止在水中,故物体所受合力为0;故答案为:10;向上;重、拉、浮;地球、弹簧测力计、水;031. 试从以下三个方面来理解波动表达式的物理意义:试从以下三个方面来理解波动表达式的物理意义:表示x=x0处质点的位移y,随时间t的变化关系$表示t=t0时刻,给整列波照了一张像,即该时刻,任意质点x处的位移y关系$表示x=x0处的质点,在t=t0时刻的位移y。32. 凸透镜和凹透镜是透镜的两种基本类型。在做透镜实验时,我们有时要选用凸透镜或凹透镜,可是面对外形相似、都有凸透镜和凹透镜是透镜的两种基本类型。在做透镜实验时,我们有时要选用凸透镜或凹透镜,可是面对外形相似、都有边框的透镜,如何分辨呢?周捷同学想出了以下两种方法,请你将他的方法补充完整:方法一:把透镜靠近镜_(选填“前”或“后”)的手指,通过透镜观察手指是否放大,若放大则为_透镜,否则为_透镜。方法二:用手摸,_的为凸透镜,_的为凹透镜。后;凸;凹;中间厚边缘薄;中间薄边缘厚33. 密度为的不可压缩液体置于一开口的圆柱形容器内,若此容器绕对称轴作高速旋转,求液体内压强分布和液体表面密度为的不可压缩液体置于一开口的圆柱形容器内,若此容器绕对称轴作高速旋转,求液体内压强分布和液体表面的形状。从流体静力学角度求解。 以容器为参考系,以液面中心为原点,如图9.8所示。此时流体内任一流体质点都受到重力与惯性力的作用,相应的体力密度为-g和,其中为沿水平方向的单位向量。由流体静力学方程 得到 所以有 =2rdr-gdz 积分后得 当r=0时,z=0,p=p0(p0是液体表面的压强,即大气压强),代入上式,最后求得液体内压强分布为 由于液体表面上任一点的压强为大气压强p=p0,最后得到液体表面的曲线方程为 由此式知道液体表面为一旋转抛物线。 34. 平面镜成_立的_像,物体与平面镜平行放置,若物体距平面镜1米,像距物体_米,若物体向平面镜靠平面镜成_立的_像,物体与平面镜平行放置,若物体距平面镜1米,像距物体_米,若物体向平面镜靠近0.2米,则像与物体相距_米物体在平面镜中成正立的虚像;物体距离平面镜1m,根据物像到平面镜距离相等,所以像距离平面镜1m,所以物像相距2m;当物体向平面镜靠近0.2m,物体距离平面镜0.8m,根据物像到平面镜距离相等,所以像距离平面镜0.8m,所以物像相距1.6m故答案为:正;虚;2;1.635. 一辆铁路平车装有货物,货物与车底板之间的静摩擦系数为0.25,如果火车以30kmh的速度行驶问要使货物不发生一辆铁路平车装有货物,货物与车底板之间的静摩擦系数为0.25,如果火车以30km/h的速度行驶问要使货物不发生滑动,火车从刹车到完全静止所经过的最短路程是多少?36. 下列关于声现象的说法,正确的是()A声音的传播需要介质,真空不能传声B声音振动的频率越高,发出声音的响下列关于声现象的说法,正确的是()A声音的传播需要介质,真空不能传声B声音振动的频率越高,发出声音的响度越大C声音振动的振幅越大,发出声音的音调越高D用次声波可以除去人体内的结石A、声音的传播需要介质,一切固体、液体、气体都可以作为传播声音的介质,真空不能传声,故A正确;B、声音振动的频率越高,发出声音的音调越高,故B错误;C、声音振动的振幅越大,发出声音的响度越大,故C错误;D、用超声波可以出去胆结石,故D错误;故选A37. 已知Rh的基谱项为4F9/2,则它的价电子组态为( )。AS1d8BS0d9CS2d8DS0d10已知Rh的基谱项为4F9/2,则它的价电子组态为( )。AS1d8BS0d9CS2d8DS0d10正确答案:A38. CO2的临界温度为31,临界压强为73105Pa,求1 mol CO2的临界体积CO2的临界温度为31,临界压强为73105Pa,求1 mol CO2的临界体积正确答案:39. 一质量为10.0克的小球,从h1=25.6厘米高度处由静止下落到一个水平桌面上,反跳的最大高度为h2=19.6厘米。问小一质量为10.0克的小球,从h1=25.6厘米高度处由静止下落到一个水平桌面上,反跳的最大高度为h2=19.6厘米。问小球与桌面碰撞时给桌面的冲量是多少?4.210-2牛顿秒40. 长直螺线管的自感系数为0.4H,通有1.5A电流,其中贮藏的磁场能量为_。长直螺线管的自感系数为0.4H,通有1.5A电流,其中贮藏的磁场能量为_。0.45J41. 拟用冕玻璃K9(nD=1.5163,nF=1.5220,nC=1.5139)和重火石玻璃F4(nD=1.6199,nF=1.6321,nC=1.6150)来做消色差黏拟用冕玻璃K9(nD=1.5163,nF=1.5220,nC=1.5139)和重火石玻璃F4(nD=1.6199,nF=1.6321,nC=1.6150)来做消色差黏合透镜,焦距100mm若已确定其负透镜的非黏合面为平面,试求其余各面的曲率半径联立下列二方程: PD=(n1D-1)k1+(n2D-1)k2 PF-PC=(n1F-n1C)k1+(n2F-n2C)k2=0 以n1D=1.5163,n2D=1.6199,n1F=1.5220,n1C=1.5139,n2F=1.6321,n2C=1.6150代入,解得 k1=44.90, k2=-21.27, 即 令r4,r2=r3,算出 r1=42.3mm,r2=-47.0mm, 式中r1为正透镜非黏合面曲率半径,r2为黏合面曲率半径 42. 以下哪个国家坐落着国际理论物理中心?A、法国B、德国C、意大利D、美国以下哪个国家坐落着国际理论物理中心?A、法国B、德国C、意大利D、美国正确答案: C43. 伸直链晶体的熔点很接近于平衡熔点。( )伸直链晶体的熔点很接近于平衡熔点。()正确44. 1884年瑞士的一所女子中学的教师巴耳末仔细研究氢原子光谱的各可见光谱线的“波数”(即1/)时,发现它们可以用1884年瑞士的一所女子中学的教师巴耳末仔细研究氢原子光谱的各可见光谱线的“波数”(即1/)时,发现它们可以用下式表示:,n=3,4,5,其中R为一常量,叫里德伯常量。试由氢原子的能级公式求里德伯常量的表示式并求其值(现代光谱学给出的数值是R=1.0973731534107m-1)。氢原子的能级公式为: 氢原子的可见光谱是从n3的态跃迁到n=2发的光形成的。根据频率条件有 与巴耳末公式对比,得里德伯常量为 =1.11107m-1知识点窍 氢原子的能级公式。 逻辑推理 根据频率条件对氢原子的能级公式进行变形即可得到巴耳末公式。 45. 太阳光射到地球大气顶层的强度为1.38104w/m2。求该处太阳光内的电场强度和磁感应强度的方均根值。(视太阳光太阳光射到地球大气顶层的强度为1.38104w/m2。求该处太阳光内的电场强度和磁感应强度的方均根值。(视太阳光为简谐电磁波。) 太阳光内的电场强度的方均根值为 =7.210-6V/m 太阳光内的磁感应强度的方均根值为 Brms=Erms/c=7.2102/(3108) =2.410-6T知识点窍 简谐电磁波的强度: 逻辑推理 太阳光照射到地球大气层的强度已知,并且将太阳光视为简谐电磁波,即简谐电磁波的强度已知,则根据简谐电磁波的强度公式可以求出电场强度和磁场强度。 46. 将lg PMMA在20下溶解于50cm3苯中,已知PMMA的密度为1.18g/cm3,苯的密度为0.879g/cm3,已知数均相对分子质量将lg PMMA在20下溶解于50cm3苯中,已知PMMA的密度为1.18g/cm3,苯的密度为0.879g/cm3,已知数均相对分子质量为105,计算熵变值。在计算中你用了什么假定? 式中:V1为溶剂体积;V2为高分子体积。 在计算中假定体积具有加合性,高分子可以看成由一些体积与苯相等的链段组成,每个链段对熵的贡献相当于一个苯分子,在这里假定了链段数等于单体单元数。 47. 光滑桌面上有两个半径同为R、质量同为m的匀质刚性圆盘A,B。设A以平动速度与静止的B相碰,接触时连心线与方向光滑桌面上有两个半径同为R、质量同为m的匀质刚性圆盘A,B。设A以平动速度与静止的B相碰,接触时连心线与方向线成45夹角,如图所示。已知碰撞过程中连心线方向为弹性碰撞,但接触处有切向摩擦,摩擦因数为试求碰后A,B的平动速度A,B和各自转动角速度A,B,答案须按图中所示的x,y,z坐标轴给出各矢量的分量表述。A(O,Ay,O),B(O,By,O); A(0,0,-),B(0,0,-);48. 一物体受到一个方向朝着原点的吸引力作用,此力F-6x3,其中F的单位是N,x的单位是m。求:一物体受到一个方向朝着原点的吸引力作用,此力F-6x3,其中F的单位是N,x的单位是m。求:物体在a点受力 F(a)-6a3-6N 故应加6 N的力,方向背离原点。$物体在b点受力 F(b)-6b3-48 N 故应加48N的力,方向背离原点。$所加外力与F反向,要作的功为 49. 从光源相干性出发,说明薄膜干涉对光源的时间相干性和空间相干性有什么要求。从光源相干性出发,说明薄膜干涉对光源的时间相干性和空间相干性有什么要求。正确答案:在教材中是以杨氏干涉为题讨论光源的时空相干性的杨氏干涉是分波阵面干涉的典例。薄膜干涉是分振幅干涉下面以薄膜干涉为题讨论时空相干性。rn 光在薄膜的前表面上的反射光为光束1而在薄膜后表面上的反射光为光束2当薄膜厚度d远小于入射光的相干长度时光束1和2是相干的。干涉条纹的亮暗由光程差决定光程差取决于薄膜光学厚度nd和入射角度i。为具体讨论薄膜干涉分以下两种情况:(1)薄膜光学厚度nd不变而入射角度i改变即等倾干涉;(2)入射角度i不变而薄膜光学厚度nd改变即等厚干涉。rn(1)等倾干涉时因薄膜上下两表面互相平行所以干涉条纹是定域在无限远的光程差只取决于入射角i无论光源在何处只要入射角相同光程差就相同即干涉图样与光源位置无关也就不存在光源的空间相干性问题。因此用尽量大的面光源照明不会使条纹模糊而只会增加条纹亮度。rn(2)等厚干涉时当膜很薄或入射光接近正入射时等厚干涉的两相干光在薄膜表面附近相遇而干涉因而这种条纹定域在薄膜表面附近。光源位置改变时其在薄膜上的同一位置产生的光程差也相应变化因而干涉图样与光源位置有关当光源较大时不同位置光源产生的干涉条纹互相重叠而模糊所以采用点光源或平行光束照明严格说只有当入射光是平行光时才是真正的等厚干涉。在教材中是以杨氏干涉为题讨论光源的时空相干性的,杨氏干涉是分波阵面干涉的典例。薄膜干涉是分振幅干涉,下面以薄膜干涉为题讨论时空相干性。光在薄膜的前表面上的反射光为光束1,而在薄膜后表面上的反射光为光束2,当薄膜厚度d远小于入射光的相干长度时,光束1和2是相干的。干涉条纹的亮暗由光程差决定,光程差取决于薄膜光学厚度nd和入射角度i。为具体讨论薄膜干涉,分以下两种情况:(1)薄膜光学厚度nd不变而入射角度i改变,即等倾干涉;(2)入射角度i不变而薄膜光学厚度nd改变,即等厚干涉。(1)等倾干涉时,因薄膜上下两表面互相平行,所以干涉条纹是定域在无限远的,光程差只取决于入射角i,无论光源在何处,只要入射角相同,光程差就相同,即干涉图样与光源位置无关,也就不存在光源的空间相干性问题。因此用尽量大的面光源照明不会使条纹模糊而只会增加条纹亮度。(2)等厚干涉时,当膜很薄或入射光接近正入射时,等厚干涉的两相干光在薄膜表面附近相遇而干涉,因而这种条纹定域在薄膜表面附近。光源位置改变时,其在薄膜上的同一位置产生的光程差也相应变化,因而干涉图样与光源位置有关,当光源较大时,不同位置光源产生的干涉条纹互相重叠而模糊,所以采用点光源或平行光束照明,严格说,只有当入射光是平行光时,才是真正的等厚干涉。50. 光压是怎么产生的?它和电磁波的动量密度、能量密度以及被照射表面性质有何关系?光压是怎么产生的?它和电磁波的动量密度、能量密度以及被照射表面性质有何关系?电磁波有动量,当它入射到物体表面时即对物体产生压力,这就是光压。光压与电磁波的动量密度、能量密度成正比,与物体表面对电磁波的反射能力有关,用同一束电磁波照射,在无反射表面(绝对黑体)形成的光压最小(pr=cp=w),在完全反射表面形成的光压最大(pr=2cp=2w)。
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