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大学物理下练习试卷及答案.doc

上传人:weiwoduzun 文档编号:3807679 上传时间:2018-11-19 格式:DOC 页数:23 大小:1.24MB
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资源描述

1、1 宽为 b 的无限长平面导体薄板,通过电流为 I,电流沿板宽度方向均匀分布,求:(1)在薄板平面内,离板的一边距离为 b 的 M 点处的磁感应强度;( 2)通过板的中线并与板面垂直的直线上的一点 N 处的磁感应强度,N 点到板面的距离为 x。解:建立如图所示的坐标系,在导体上取宽度为 dy 窄条作为电流元,其电流为 ybId(1)电流元在 M 点的磁感强度大小为方向如图所示yIybIB)5.1(2)5.1(200M 点的磁感强度大小为 2lnd).(d020bIbyIb磁感强度方向沿 x 轴负方向。(2)电流元在 N 点的磁感强度大小为根据电流分布的对称性,N 点的总的磁感强度沿 y 由yx

2、bIyIBd2d2020方向。N 点的磁感强度大小为 xbarctgIyIyBxby2dd02 2022磁感强度方向沿 轴正方向。2 两根长直导线沿半径方向引到铁环上的 A、B 两点,并与很远的电源相连,如图所示,求环中心 O 的磁感应强度。解:设两段铁环的电阻分别为 R1和 R2,则通过这两段铁环的电流分别为,21I21I两段铁环的电流在 O 点处激发的磁感强度大小分别为 1210101 RIRIB221002xbNM2/bIxoyydBdOABI12IR根据电阻定律 可知 所以 SrlR21R21BO 点处的磁感强度大小为 021B3 在半径 R=1cm 的无限长半圆柱形金属薄片中,有电流

3、 I=5A 自下而上通过,如图所示,试求圆柱轴线上一点 P 的磁感应强度。解:在 处取平行于电流的宽度为 的窄条作为电流元,d其电流大小为 dI电流元 在 P 点处激发的磁感强度大小为由于电流分布的对称性,P 的磁感强度大小200RIB)(1037.60.514dsindsin52720 0TIIBx 方向沿 x 轴正方向。4 一个塑料圆盘,半径为 R,电荷 q 均匀分布于表面,圆盘绕通过圆心垂直盘面的轴转动,角速度为。求圆盘中心处的磁感应强度。解:在圆盘上取半径为 r、宽度为 dr 的同心圆环,其带电量为圆环上的电流为q2drRqrTrRtI d2d2dI 在圆心处激发的磁感强度大小为圆盘中

4、心处的磁感强度大小rqrRrIBd22000方向垂直于纸面。qdd0025 两平行长直导线相距 d=40cm,通过导线的电流 I1=I2=20A,电流流向如图所示。求(1)两导线所在平面内与两导线等距的一点 P 处的磁感应强度。(2)通过图中斜线所示面积的磁通量(r 1=r3=10cm,l=25cm) 。解:(1)两导线电流的 P 点激发的磁感强度分别为IPRdBxyrRd,)(22101rIB)(210rIBP 点的磁感强度为 )(1042.014572102TrI方向垂直于纸面向外。(2)在矩形面上,距离左边导线电流为 r 处取长度为 l 宽度为 dr 的矩形面元,电流 I1激发的磁场,通

5、过矩形面元的磁通量为电流 激发的磁场,通过矩形面积的磁通量为lrISBd2d1011)(10.3ln10.3ln25.4l667120011WbrIlr同理可得, 通过矩形面积的磁通量为2162)(0.Wb6 在半径为 R 的无限长金属圆柱体内部挖去一半径为 r 的无限长圆柱体,两柱体的轴线平行,相距为d,如图所示。今有电流沿空心柱体的轴线方向流动,电流 I 均匀分布在空心柱体的截面上。分别求圆柱轴线上和空心部分轴线上 、 点的磁感应强度大小。o解:(a )设金属圆柱体在挖去小圆柱前在 o、o处激发的磁感强度由安培环路定理求得 01B220 201drRIdrIBo(b)设被挖去小圆柱在 、

6、处激发的磁感强度大小分别为 和o 2oB根据安培环路定理,得 02B20202rRIdrIo1I1Ir23rldPrRrdo(c)挖去小圆柱后在 、 处的磁感强度大小分别为o,2021 rRIdBo 22021drRIBoo 1 在电视显象管的电子束中,电子能量为 12000eV,这个显象管的取向使电子水平地由南向北运动。该处地球磁场的竖直分量向下,大小为 T。问(1)电子束受地磁场的影响将偏向什么方向?5.(2)电子的加速度是多少?(3)电子束在显象管内在南北方向上通过 20cm 时将偏移多远?解:(1)电子的运动速度为 , (偏向东) 。mEk2(2)电子受到的洛仑兹力大小为 Bef电子作

7、匀速圆周运动,其加速度大小为 )/(1028.610.9625.9.24 319319smEefak(3)匀速圆周运动半径为)(72.610.962105.1931913mEeBRk8sinRlx3)(1098.2)29.76cos2 在霍耳效应实验中,宽 1.0cm、长 4.0cm、厚 cm 的导体沿长度方向载有 30mA 的电流,当310.磁感应强度大小 B=1.5T 的磁场垂直地通过该薄导体时,产生 V 的霍耳电压(在宽度两端) 。5.试由这些数据求:(1)载流子的漂移速度;(2)每立方厘米的载流子数;(3)假设载流子是电子,画出霍耳电压的极性。解:(1) ,bU)/(10675425s

8、mRBlxBI (2) nedIBU)(108.210.6.53751953m(3)霍耳电压的极性如图所示。3 截面积为 S、密度为 的铜导线被弯成正方形的三边,可以绕水平轴 转动,如图所示。导线放O在方向竖直向上的匀强磁场中,当导线中的电流为 I 时,导线离开原来的竖直位置偏转一个角度 而平衡。求磁感应强度。若 S=2mm2, =8.9g/cm3, =15,I =10A,磁感应强度大小为多少?解:磁场力的力矩为 coscscos2212BllFlM重力的力矩为 sin2sin221gSl lgSlm由平衡条件 ,得mgF sicos22lBIl)(1035.9 15108.9.3 63Ttg

9、tIB 4. 半径为 R=0.1m 的半圆形闭合线圈,载有电流 I=10A,放在均匀磁场中,磁场方向与线圈平面平行,如图所示。已知 B=0.5T,求线圈所受力矩的大小和方向(以直径为转轴) ;解:由线圈磁矩公式 pMm)(0785.5.0121sin2mNRIm方向沿直径向上。1 如图所示,在纸面所在平面内有一根通有电流为 I 的无限长直导线,其旁边有一个边长为 l 的等边三角形线圈 ACD,该线圈的 AC 边与长直导线距离最近且相互平行,今使线圈 ACD 在纸面内以匀速 远离v长直导线运动,且 与长直导线相垂直。求当线圈 AC 边与长直导线相距为 a 时,线圈 ACD 内的动生电v动势 。解

10、:通过线圈 ACD 的磁通量为OIFmg1l2lIBR32ln3)2( d0cosd0030cos IalaI rtgrrSBlaSm由于 ,所以,线圈 ACD 内的动生电动势为td23)1ln(30 allItmi 2 如图所示,无限长直导线中电流为 i,矩形导线框 abcd 与长直导线共面,且 ad/AB,dc 边固定,ab边沿 da 及 cb 以速度 无摩擦地匀速平动,设线框自感忽略不计,t=0 时,ab 边与 dc 边重合。 (1)如vi=I0,I 0为常量,求 ab 中的感应电动势,ab 两点哪点电势高?(2)如 ,求线框中的总感应电动势。tcos解:通过线圈 abcd 的磁通量为0

11、120lnd10irSBlSm(1)由于 ,所以,ab 中感应电动势为t01002lnldItmi 由楞次定律可知,ab 中感应电动势方向由 b 指向 a,即 a 点为高电势。(2)由于 和 ,所以,ab 中感应电动势为tIicos0tl2lIACaDrrd1l02liABabcdr010 02012ln)si(coldlndttIiitmi 3 如图所示,AB 和 CD 为两根金属棒,长度 l 都是 1m,电阻 R 都是 4,放置在均匀磁场中,已知磁场的磁感应强度 B=2T,方向垂直于纸面向里。当两根金属棒在导轨上分别以 v1=4m/s 和 v2=2m/s 的速度向左运动时,忽略导轨的电阻,

12、试求(1)两金属棒中各自的动生电动势的大小和方向,并在图上标出方向;(2)金属棒两端的电势差 UAB和 UCD;(3)金属棒中点 O1和 O2 之间的电势差。解:(1) ,方向 AB)(84121Vl,方向 CD22Bl(2) )(5.041RI6.81 VUAB)(6ABCD(3) )(321211 UIRABO, )(32VUCDB )(0211 VBOO4 有一个三角形闭合导线,如图放置。在这三角形区域中的磁感应强度为 ,式中kyexBta 20和 a 是常量, 为 z 轴方向单位矢量,求导线中的感生电动势。0k解: at batbatxtbxSmebBexxyeB50 05432020

13、61)1(d)1d|,逆时针方向。atmi et50dABDC1O21Ixboxd5 要从真空仪器的金属部件上清除出气体,可以利用感应加热的方法。如图所示,设线圈长 l=20cm,匝数 N=30 匝(把线圈近似看作是无限长密绕的) ,线圈中的高频电流为 ,其中ftI2sin0I0=25A,频率 f=105Hz,被加热的是电子管阳极,它是半径 r=4mm 而管壁极薄的空圆筒,高度 hR,已知 ,k 为大于零的常量,求长直导线中的感应电动势的大小和方向。dtB解:连接 OM 和 ON,回路 OMNO 的电动势为反时针方向。21dRkStBtmi MN 中的电动势等于回路 OMNO 的电动势,即。方

14、向 MN。21Rki1 一截面为长方形的螺绕环,其尺寸如图所示,共有 N 匝,求此螺绕环的自感。解: rIB20hlOdMN1R2hrd1220lnd21RIhNrSBRm由于 ,所以 Lm120lnh2 一圆形线圈 A 由 50 匝细线绕成,其面积为 4cm2,放在另一个匝数等于 100 匝、半径为 20cm 的圆形线圈 B 的中心,两线圈同轴,设线圈 B 中的电流在线圈 A 所在处激发的磁场可看作均匀的。求(1)两线圈的互感;(2)当线圈 B 中的电流以 50A/s 的变化率减小时,线圈 A 内的磁通量的变化率;(3)线圈 A 中的感生电动势。解:(1)B 线圈在中心激发的磁感强度为 RI

15、NB20A 线圈的磁通量为 两线圈的互感为AAmASS00)(1028.64502.14 470 HNRMB (2) )/(.3)5(8.6d44 sWbtItmA (3) )(10.34Vti 3 一矩形线圈长 l=20cm,宽 b=10cm,由 100 匝导线绕成,放置在无限长直导线旁边,并和直导线在同一平面内,该直导线是一个闭合回路的一部分,其余部分离线圈很远,其影响可略去不计。求图(a) 、图(b)两种情况下,线圈与长直导线间的互感。解:设无限长直导线的通有电流 I。(1)图(a)中面元处的磁感强度为 rIB20通过矩形线圈的磁通连为b2bl)(a)(brd2lnd02INrSBbSm

16、m线圈与长直导线间的互感为 )(107.22ln.670HlMa(2)图(b)中通过矩形线圈的磁通连为零,所以 0bM4 有一段 10 号铜线,直径为 2.54mm,单位长度的电阻为 ,在这铜线上载有 10A 的/m128.33电流,试计算:(1)铜线表面处的磁能密度有多大?(2)该处的电能密度是多少?解:(1) ,rIB20 )/(987.0)7.(04)2(1 3230 JrIBHwm (2) )/8.3.12VlRUE)/(1076.4)1028.38521220mJDwe1 作简谐振动的小球,速度最大值为 m=3cm/s,振幅 A=2cm,若从速度为正的最大值的某点开始计算时间, (1

17、)求振动的周期;(2)求加速度的最大值;(3)写出振动表达式。解:(1) (s)2.430.2mAT(2) )(m/s205.34.2 Tam(3) , , SI20(rad/s)3)2cos(0.tx2 如图所示,轻质弹簧的一端固定,另一端系一轻绳,轻绳绕过滑轮连接一质量为 m 的物体,绳在轮上不打滑,使物体上下自由振动。已知弹簧的劲度系数为 k,滑轮的半径为 R,转动惯量为 J。 (1)证明物体作简谐振动;(2)求物体的振动周期;(3)设 t=0 时,弹簧无伸缩,物体也无初速,写出物体的振动表式。解:取平衡位置为坐标原点。设系统处于平衡位置时,弹簧的伸长为 l0,则 0klmg(1)物体处

18、于任意位置 x 时,速度为 ,加速度为 a。分别写出弹簧、物体和滑轮的动力学方程 RaJTmglk)(0)(12由以上四式,得 ,或0)(2kx0d22xRJmkt可见物体作简谐振动。(2)其角频率和周期分别为 ,2RJkkT2(3)由初始条件,x 0=Acos0= -l, 0=-Asin0=0,得 , 简谐振动的表达0kmglA0式为 )cos(2tRJmkg3 一质量为 M 的盘子系于竖直悬挂的轻弹簧下端,弹簧的劲度系数为 k。现有一质量为 m 的物体自离盘 h 高处自由下落,掉在盘上没有反弹,以物体掉在盘上的瞬时作为计时起点,求盘子的振动表式。 (取物体掉入盘子后的平衡位置为坐标原点,位

19、移以向下为正。 )解:与 M 碰撞前,物体 m 的速度为 由动量守恒定律,碰撞后的速度为gh20碰撞点离开平衡位置距离为 碰撞后,物体系统00 kgx0作简谐振动,振动角频率为 Mk由简谐振动的初始条件, 得000 sin ,cosAAxmkJgMmkhggxA)(21)()()22202gMmkhkxtg )(20 振动表式为 gkhtgkgMmkhgtA)(2 cos)(21cos 104 一弹簧振子作简谐振动,振幅 A=0.20m,如弹簧的劲度系数 k=2.0N/m,所系物体的质量 m=0.50kg,试求:(1)当动能和势能相等时,物体的位移是多少?(2)设 t=0 时,物体在正最大位移

20、处,达到动能和势能相等处所需的时间是多少?(在一个周期内。 )解:(1)由题意, 及简谐振动特征, ,得 221kx 22211Axm4.0Ax(2)由条件, ,得sradmk/2Ax2cos, 475,387,53,tsst.20,.195 有两个同方向、同频率的简谐振动,它们的振动表式为:, (SI 制) (1)求它们合成振动的振43cos.1tx 410cos6.2tx幅和初相位。 (2)若另有一振动 ,问 为何值时, 的振幅为最)(7.03t031x大; 为何值时, 的振幅为最小。0x解:根据题意,画出旋转矢量图Mhk2Ax(1) 8439. 65)(078.60201222Atg m

21、(2) 。振 幅 最 大211 ,x。振 幅 最 小时或 3200 ,)43(5x1 一横波沿绳子传播时的波动表式为 (SI 制) 。 (1)求此波的振幅、波速、)10cos.ty频率和波长。 (2)求绳子上各质点振动的最大速度和最大加速度。 (3)求 x=0.2m 处的质点在 t=1s 时的相位,它是原点处质点在哪一时刻的相位?(4)分别画出 t=1s、1.25s 、1.50s 各时刻的波形。解:(1) mvusmkusTHzvsA5.02 ),/(5.2410)(.1 ,. 43)( 1(2))/(3.49510.7.222 sAam(3))(92.01 ,0418.stt或(4) t=1

22、s 时波形曲线方程为 xy 4cos5. ) 1t=1.25s 时波形曲线方程为 ).0 (0. 2t=1.50s 时波形曲线方程为 ) 4cos(5. 51xyA214xox05.12. 5.037st1st5.t2.1t2 一平面简谐波在介质中以速度 u=20m/s 沿 轴负方向传播,已知 点的振动表式为xa(SI 制) 。 (1)以 为坐标原点写出波动表式。 (2)以距 点 5m 处的 点为坐标原点,tya4cos3a b写出波动表式。解:(1) )20(4cos30xtuA(2) )20(4cos35)(cs0xtutAya3 一列沿 正向传播的简谐波,已知 和 时的波形如图所示。 (

23、假设周期01tst25.)试求(1) 点的振动表式;(2)此波的波动表式;(3)画出 点的振动曲线。sT5.Po(1) P 点的振动表式为2cos.03.01.co.0txty(2)波动表式为23102cos.0)6.(. cs0xtuxtAy(3) O 点的振动表式为2cos.0.tyPuabm5my/t04. ut5.011 设 和 为两相干波源,相距 , 的相位比 的相位超前 。若两波在 与 连线方向S241S21S2上的强度相同均为 ,且不随距离变化,求 与 连线上在 外侧各点的合成波的强度和在 外侧0I11S各点的强度。解:P 1: , 4221102r 0 ,IAP2: , 012

24、102 004 ,22 地面上波源 与高频率波探测器 之间的距离为 ,从 直接发SDdS出的波与从 发出经高度为 的水平层反射后的波在 处加强,反射H波及入射波的传播方向与水平层所成的角度相同。当水平层逐渐升高距离时,在 处测不到讯号,不考虑大气的吸收,求此波源 发出波hD的波长。解:在 H 高反射时,波程为 r1,在 H+h 高反射时,波程为 r2,根据题意 , 212r )2()2()(1 dd1 用很薄的云母片(n=1.58)覆盖在双缝实验中的一条缝上,这时屏幕上的零级明条纹移到原来的第七级明条纹的位置上。如果入射光波长为 550nm,试问此云母片的厚度为多少?解:设云母的厚度为 l。有

25、云母时,光程差为, x=0 处的光程差为 Dxd)1( ln)1(x=0 处为第 k=7 级明纹时 kln)()(1064.58.10769mnl 2 在双缝干涉实验装置中,屏幕到双缝的距离 D 远大于双缝之间的距离 d,对于钠黄光( nm) ,产生的干涉条纹,相邻两明条纹的角距离(即相邻两明条纹对双缝处的张角)为3.589。 (1)对于什么波长的光,这个双缝装置所得相邻两条纹的角距离比用钠黄光测得的角距离大0.10%?(2)假想将此装置浸入水中(水的折射率 n=1.33) ,用钠黄光垂直照射时,相邻两明条纹的角距离有多大?解:(1) dDx,%10 nm2.6481.3589)10(ShdH

26、D(2) , n1 15.03.213 一射电望远镜的天线设在湖岸上,距湖面的高度为 h,对岸地平线上方有一恒星刚在升起,恒星发出波长为 的电磁波。试求,当天线测得第一级干涉极大时恒星所在的角位置 (提示:作为洛埃镜干涉分析) 。解: , si/hAC2cosACB光程差为: ,则)(, ,2cos1sinh4sinh4sin14 利用劈尖的等厚干涉条纹可以测得很小的角度。今在很薄的劈尖玻璃板上,垂直地射入波长为589.3nm 的钠光,相邻暗条纹间距离为 5.0nm,玻璃的折射率为 1.52,求此劈尖的夹角。解: sil,539108.10.528n l 85 柱面平凹透镜 A,曲率半径为 R

27、,放在平玻璃片 B 上,如图所示。现用波长为 的平行单色光自上方垂直往下照射,观察 A 和 B 间空气薄膜的反射光的干涉条纹。设空气膜的最大厚度 。2d(1)求明条纹极大位置与凹透镜中心线的距离 r;(2)共能看到多少条明条纹;(3)若将玻璃片B 向下平移,条纹如何移动?解: Rred2k=1,2,3明纹极大k=0,1,2,3 暗纹极小2)1(e(1) k=1,2,3 明纹极大)4dRrk=0,1,2,3 暗纹极小)2(2) , 明纹: 得,maxde2e45.maxk暗纹: 得, , 明纹数为)1(2k4max8(3) 由中心向外侧移动1 常用雅敏干涉仪来测定气体在各种温度和压力下的折射率。

28、干涉仪的光路如图。S 为光源,L 为聚光透镜,G 1、G 2为两块等厚而且互相平行的玻璃板,T 1、T 2为等长的两个玻璃管,长度为 l。进行测量时,先将 T1、 T2抽成真空,然后将待测气体徐徐导入一管中。在 E 处观察干涉条纹的变化,即可求出待测气体的折射率。某次测量时,将气体徐徐放入 T2管直到气体达到标准状态,在 E 处看到有 98 条干涉条纹移过。所用入射光波长为 589.3nm,l=20cm,求该气体在标准状态下的折射率。hAB2CABRrd 1 2T1T2l解: Nln)1( 029.12.035899l2 利用迈克尔孙干涉仪可以测量光的波长。在一次实验中,观察到干涉条纹,当推进

29、可动反射镜时,可看到条纹在视场中移动。当可动反射镜被推进 0.187mm 时,在视场中某定点共通过了 635 条暗纹。试由此求所用入射光的波长。解: , 2Nd nm()5891089.5631087.27d3 有一单缝,宽 a0.10mm,在缝后放一焦距为 50cm 的会聚透镜,用平行绿光( =546.0nm)垂直照射单缝,试求位于透镜焦面处屏幕上中央明纹及第二级明纹的宽度。解:中央明纹宽度: )(1046.510.54622 33900aDtgx 第二级明纹宽度: )(7mtx4 波长为 的单色平行光沿与单缝衍射屏成 角的方向入射到宽度为 a 的单狭缝上,试求各级衍射极小的衍射角 值。解:

30、 ),21( 2)sin( ka, si k)()si(1 a5 用波长 =400nm 和 =700nm 的混合光垂直照射单缝,在衍射图样中 的第 k1级明纹中心位置恰12 与 的第 k2级暗纹中心位置重合。求 k1和 k2。解: 2sin)1(ka, , 即:4712217k2,31k6 在复色光照射下的单缝衍射图样中,其中某一未知波长光的第三级明纹极大位置恰与波长为=600nm 光的第二级明纹极大位置重合,求这种光波的波长。解:2)1(2)1(sin3kanm6.480751 光栅宽为 2cm,共有 6000 条缝。如果用钠光(589.3nm)垂直照射,在哪些角度出现光强极大?如钠光与光栅

31、的法线方向成 30角入射,试问:光栅光谱线将有什么变化?解: )(1036.252ba(1)由光栅方程 ,得ksin)( ),2170.103.589sin59bak,取6.7.01.sik k, , ,in0170.sin211, , ,.2s4270.3sin432, , ,1704i 5455165(2)光栅谱线还是 11 条,但不对称分布 ),210( )sin)( kba ),( 51760 sin k8,432,12 波长 600nm 的单色光垂直照射在光栅上,第二级明条纹分别出现在 sin =0.20 处,第四级缺级。试求: 光栅常数(a+ b)。 光栅上狭缝可能的最小宽度 a。

32、 按上述选定的 a、 b 值,在光屏上可能观察到的全部级数。解:(1) ksinmkba 69102.06i (2) , , sinkbasin)( mkba66105.410(3) , kbasin)( 106sin)(9bam全部级数为 。10,976,532,103 波长为 500nm 的单色光,垂直入射到光栅,如果要求第一级谱线的衍射角为 ,光栅每毫米应刻3几条线?如果单色光不纯,波长在 0.5范围内变化,则相应的衍射角变化范围 如何?又如果光栅上下移动而保持光源不动,衍射角 又何变化?解:(1) kdsin每毫米 1000 条。mk 3691015.0i (2)由光栅方程 及其微分

33、得kbasin)( dcos)(kba0187.23%.d3rtgtg(3) 不变1 铝的逸出功为 4.2eV,今用波长为 200nm 的紫外光照射到铝表面上,发射的光电子的最大初动能为多少?遏止电势差为多少?铝的红限波长是多少?解:由爱因斯坦方程 ,得发射的光电子的最大初动能为Amh21)(0.213102.42036.19 99842eVJcEmk 由动能定理 ,得遏止电势差 kEqUVeqEUk2由爱因斯坦方程 ,得铝的红限频率 Amh21 Ah0铝的红限波长 nmc296)(10.2.43719802 波长 =0.0708nm 的 X 射线在石蜡上受到康普顿散射,求在/2 和方向上所散

34、射的 X 射线的波长以0及反冲电子所获得的能量各是多少?解: ,2sin0cmh2sin00cmh, 时,)1(000cEnmch0732.)(14sin103.968.2sin2840eVJhcE576)(102.9 10)732.08.1(3)(7 940时,nm0756.)(12sin103.9628. 84eVJE15)(8. 10)756.08.(316 943 在康普顿散射中,入射 X 射线的波长为 3103 nm,反冲电子的速率为 0.6c,求散射光子的波长和散射方向。解:散射前后的能量相等,即 20201cmhc20201cmchchnmchm312 234812004.)(

35、)6.01(06.9)1(1由 ,得2si0ch52.01031.9063)4.(sin8421 设电子与光子的波长均为 0.50nm,试求两者的动量之比以及动能之比。解:(1) , , ehpo 1:eoep(2)由 )/(105. )105.63()103()1.9(5.66 294282193422smhcee 可见 ,所以有 ,动能之比为20Eke3 9834261204.2 105.:)5.(91: okoehcE2 若一个电子的动能等于它的静能,试求该电子的速率和德布罗意波长。解:根据题意 ,即 得 kE0 2020cmc0或 得 0201mcc86.023)(104. 43102

36、3.916.13842020nmchcph3 用电子显微镜来分辨大小为 1nm 的物体,试估算所需要的电子动能的最小值。 (以 eV 为单位)解:计算表明 ,所以有ch0eVJEke5.1)(042)10.96321129404 一维无限深势阱中粒子的定态波函数为 ,axnxsi2)(试求:(1)粒子处于基态和 n=2 状态时,在 到 之间找到粒子的概率;(2)概率密度最03大处和最大值。解:(1)基态时, 1196.043)2sin( )dcos(daxd|30302 aaax x402.831)4sin(1 )dcos(daxd|302302 |aaax x(2)概率密度 xan22si|可见当 时概率密度最大,最大值为 。1sinxaa2|即当 处概率密度最大。2,10 2)(kk基态时, 处概率密度最大。0 )(axn处概率密度最大。1, k4 32)1(nk和

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