浙江大学城市学院文科物理复习资料 Ultimate Awesome Physics

微观世界三大发现：（获得首届诺贝尔物理奖的物理学家是） 伦琴（ 1895发现X射线），贝克勒尔在1896年首次发现了放射性现象， J.J.汤姆孙1897年 发现(电子)。

发现中子的物理学家是 查德维克 ， 卢瑟福 预言了“中子”的存在；发现放射性镭的物理学家是 居里夫人 。第一个提出量子化概念的物理学家是普朗克 ；最早提出受激辐射概念的物理学家是爱因斯坦 。

1.光是电磁波，具有偏振性，因而光波的振动方向与传播方向 互相垂直。 2.电子显微镜具有比光学显微镜更高的放大能力，电子显微镜能够放大微小物体的关键是利用了物质波的特性。

3.当紫外线照射某金属表面时有电子逸出，若增加该紫外线的强度，则单位时间内逸出的光电子数增加。

4．相对论适用于高速领域，高速运动粒子的动能与静质量一次方成正比

5．2008年9月25日，我国利用长征二号F型火箭成功发射了“神州七号”载人飞船，首次进行了太空行走活动。火箭发射的基本原理是利用了动量守恒定律。

6．原子是由原子核与核外电子构成，原子核是由质子和中子构成。质子和中子也称为核子，核子主要是通过 强相互作用 而结合成原子核。

8.能够验证德布罗意物质波假设的实验是 电子双缝干涉 。

9．激光是一种新型光源，在激光器部件中激励源的主要作用是使原子形成粒子数反转。 10．有两个结构相同的A钟与B钟，B钟相对于A钟以速度v匀速运动，由相对论运动学可知在B钟参考系中，A钟比B钟走得慢。

放射性射线中属于电磁波的射线是 γ射线 。

1．相对论和量子力学是近代物理的两大理论基础，创建相对论的两条基本原理是相对性原理和光速不变原理 ，而最早提出量子化概念的物理学家是 普朗克 。

2. 花样滑冰运动员控制旋转速度利用的是 角动量 守恒定律；游乐场里“过山车”运行过程中守恒的物理量是 机械能 。

3. 在电磁波谱中，能量最高的光子是 γ 粒子；而在可见光波段中，波长最长的是红光 。 4. X射线与可见光相比，更容易发生衍射的是 可见光 ；而声波与可见光相比，衍射效应更显著的是 声波 。

5. 发射月球探测卫星所需的最小发射速度称为 第二宇宙速度 ，在探月卫星绕月球运转过程中主要受到的是月球的有心力，因而卫星相对月球的角动量 守恒。

6．原子的玻尔理论成功地解释了氢原子的光谱，根据玻尔模型的计算，第n定态的轨道半径为rn= 0.0529n2 nm；第n激发态的能级为En= －13.6/ n2 eV。

7．电荷与质量是粒子的两个基本物理量，对于γ粒子与中子，它们不相同的物理量是质量 ；对于β+ 粒子与质子，它们相同的物理量是 电荷 。

8．波粒二像性是微观粒子的特性。光的波粒二像性中的波即为 电磁波 ；电子的波粒二像性中的波称为 物质波 。

1.照像机和眼镜的镜片上常常涂上一层增透膜以增加光通量，增透膜是利用了光的 干涉现象 。

3行星绕太阳的运动中，行星受到太阳的有心力作用，则在运动中行星对太阳中心的角动量守恒 。

4. 成语“炉火纯青”最初的含义是可以根据炉火的颜色来判断火侯是否到位，其背后反映的物理规律是 维恩位移定律。

5．激光是一种新型光源，激光器中的光学谐振腔 ，保证了激光光源具有方向性好的特点。 6.相对论适用于高速领域，高速运动粒子的动量随速度变快而增加 。 7.卢瑟福提出了原子的核式模型，其主要的实验依据是α粒子散射 。

8.有两把静长相等的A尺与B尺，A尺相对于B尺以速度v匀速运动，由相对论运动学可知 在A尺参考系中，A尺比B尺长

9．电子显微镜可以观察到比细胞更小的物质结构，可以通过 提高电子的动能 ，来提高电子显微镜的放大能力。

1．电磁波是一种 横波 ，其振动方向与传播方向互相垂直；而声波是一种 纵波 ，其振动方向与传播方向互相平行。

2.二十世纪初物理学经历了一场革命，由经典物理学发展为近代物理学。近代物理的两大理论基石为 量子力学 和 相对论 。

3.系统动量守恒的条件是 合外力为0 ；系统角动量守恒的条件是 外力矩为0 。

4. 氢原子的量子化能级导致了氢原子光谱的 现状 谱线；氢原子光谱中的可见光谱线属于巴尔末 线系。

5. 普通灯光的发光是一种 自发辐射 过程；而激光是一种 受激辐射 过程。

6．波粒二象性是微观粒子的基本特性，对于光子其相应的波称为 电磁波 ；对于电子其相应的波称为 物质波 。

7．光电效应反映了光与物质相互作用过程中光的 粒子 特性；而光的衍射则反映了光在传播过程中光的 波动 特性。

8．红光与紫光相比，波长较短的是 紫光 ；红外线光子与紫外线光子相比，能量较大的是 紫外线光子 。X射线与可见光相比，更容易发生衍射的是 可见光 ；相应光子能量较低的是 可见光 。 1．开普勒的行星运动第二定律指出：由太阳到行星的连线在相同的时间内扫过相等的面积，这是行星在运动过程中 角动量守恒 的结果。

2．电磁波的振动方向与传播方向互相垂直，它反映了电磁波的 偏振特性 。

3．电子显微镜比光学显微镜具有更高的分辩率，这是因为电子显微镜中的电子比可见光光子的 波长更短；。

4. 氢原子光谱是一种线状光谱，反映了原子的结构特征，验证了原子的 玻尔模型 。 5．阳光下肥皂膜上出现的彩虹是由于 光的干涉 。 6．成语“只闻其声，不见其影”，实际上是反映了 声波比光波更容易衍射的物理现象。 7．狭义相对论的“相对性原理”是指 物理规律在洛仑兹变换下保持不变 。 8.产生激光的介质要实现粒子数反转，其必要条件是介质具有 亚稳态能级。 9．以下哪个条件不是干涉实验成功的必备条件 两束光有相同的振幅 。 10．光的干涉和衍射现象，可以根据 惠更斯原理 加以解释。

4. 以相对论和量子力学为理论基础的近代物理，导致了二十世纪高新技术的迅猛发展。 5. 地面上苹果受重力作用落地与天上月亮受引力作用运行都遵从相同的万有引力定律，重力势能的表达式为Ep= mgh ；而引力势能的表达式为Ep= －G m1m2/ r 。

6．光电效应显示了电磁波的 粒子 特性。而电子衍射实验显示了电子的 波动 特性； 7．利用放射性衰变规律，可以测量 时间 ；而利用黑体辐射规律，可以测量 温度 。

8．相对论时空观打破了经典物理的 绝对 ，导致了时空观的革命；在相对论里同时的概念与惯性系的选择有关，称为 同时的相对性 。

1.电磁波的振动方向与传播方向互相垂直，它反映了电磁波的 偏振特性 。 2.相对论适用于高速领域，高速运动粒子的动能 随动质量增加而增大 。

3．陀螺仪是一种高速旋转的传统定向仪器，可以用于定向导航。陀螺仪定向导航的基本原理是利用了 角动量守恒 定律。

4．电子显微镜比光学显微镜具有更高的分辩率，这是因为可见光光子比电子显微镜中电子的频率更低 。

5.能够验证德布罗意物质波假设的实验是 电子双缝干涉 。

6．激光是一种受激辐射的新型光源，产生激光的物理理论基础是 量子力学 。

7．海森堡测不准原理认为：任一微观粒子的动量PX和坐标x 不能被同时精确测量 。

寻求最简单的基本原理，解释最普遍的客观事实。 物理学特点：

第一次技术革命开始于18世纪60年代，其主要标志是蒸汽机的广泛应用，而这正是牛顿力学和热力学理论应用和发展的直接结果。

19世纪后期，麦克斯韦电磁场与电磁波理论的建立促使第二次技术革命，从而促进了当代广播、电视、传真等新技术的诞生和发展。 微观领域里的物体，既是粒子，又是波动。

机械振动与机械波：

简谐振动:

波速u与波长λ、周期T和频率v的关系为

波速 u 由介质决定，与波源无关；

频率 （周期T ）由波源的振动决定，与介质无关。 当波由一种介质传播到另一种介质时，波的频率不变， 波速和波长发生变化。

声波：频率在20赫兹到20000赫兹之间 次声波：频率低于20赫兹称为次声波。 超声波：频率高于20000赫兹称为超声波。 无线电波 105~10?3m红外线

10?3~10?6m

4?10?7~8?10?7m可见光

紫外线 10?7~10?8m ?8?1110~10mX射线

Y射线 10?11~10?13mx(t)?Acos(ω t??)?u ? ? ? ? T

多普勒效应

S和观察者R相对于介质均静止 1. 波源

N?Ne半衰期T?

u?vRu?vR

?2. 波源S相对于介质静止，观察者R相对于介质运动 vR? u?vS

u?vRvR?vS

u

【例题 】火车驶过车站时，站台边上观察者测得火车鸣笛声的频率由 1200 Hz 变为 1000 Hz ，已知空气中声速为330 米/ 秒，求火车的速度。 u?vRu? ?? 解: 观察者静止 vR?0 , ???u?vSu?vS u 当火车迎面而来时, 互相靠近,vS 取正 ?1???1200u?vS u 当火车掠过观察者而去时, 互相远离 ,vS 取负 ?2?? ?1000 u?vS v1u?vs1200330?vs ????? ? ??? vs?30 m sv2u?vs1000330?vs 原子核的表示方法 ??t??T0元素名称代号: X 原子核的电荷数: Z 00 中子数: N 质量数或核子数: A = Z + N

放射性半衰期和衰变常数都是反映放射性衰变快慢的参数，某放射性核素的半衰期T =10天，现有核素N0个，则40天后还剩下核素N = 1/16 N0 个；

－－

该核素的衰变常数λ= 8.02×107 s1。

vR?v?vSAZXN 或 XAZN??Ne21?ln2?0.6931?

T?m?bb?2.897?10m?K?3维恩位移

【例题】在地球大气层外测得太阳辐射谱，它的极值波长为 490 nm，设太阳为黑体，求太阳表面温度 T 。

由维恩位移公式,得2.897?10?33T???5.9?10K?9?m490?10b光电效应方程

电子吸收一个光子能量

电子逸出金属表面所需的逸出功

E?h?W12mvm?h??W2逸出电子的最大初动能

例. 试计算能通过光电效应从金属钾中打出电子所需的光子最小能量及其相应的最小频率（阈值频率）和最大波长。已

解：

1mvm2?h??W2h?min?Whc?max?Whc1240nm?eV?max??W2.25eV ?550 nm?min?c3.0?108m/s14??5.4?10Hz?9550?10m?max

练习：试计算能通过光电效应从金属钾中打出0.25电子伏特的电子，必须使用多少波长

的电磁波辐射？

解： 22

m 2

hc? ?1mv?h??W21hcmv??W2?1240nm?eV???10.25eV?2.25eVmv?W21240nm?eV??496 nm2.5eVhc波粒二象性

E?h?? ???????h? p?mV? ??????【例题】巳知紫光的波长λ= 400 nm，其光子的能量、动量各为多少?

6.63?10?34?27p???1.66?10N?s?9?400?10?pc?hc6.63?10?34?3?108?19E??????4.98?10J?9400?10?h???h1240nm?eVE???3.1eV?400nmhc 【例题】求能量 E = 1.0 keV 光子的波长λ与频率ν。

E?h???? 3?19E1.0?10?1.6?1017 ????2.42?10Hz?34h 6.63?10

c3?108?9 ????1.24?10m?1.24nm17?2.42?10

?19

例. 已知氢原子两个能级为-13.58eV 和-3.4eV，氢原子从基态受激吸收到高能级，所吸收光子

的波长应该是多少？

eV） （组合常数：hc ＝1240 nm ·

1eV?1.6?10Jhchc1240nm?eVE?h??, ????1.24nm?E1000eV

玻尔公式 h?E2－E1 21 hc1240nm?eV? ??E2－E1?3.4eV?(?13.58eV) 1240nm?eV ??110nm (?3.4?13.58)eV 1）能量为 150eV自由电子的德布罗意波长；2）能量为 0.2eV自由中子的德布罗意波长； hhhchhc ? =? ????p 2mnEk2meEk2mnc2Ek2mec2Ek 1240 nm?eV1240 nm?eV ??0.064 nm ??0.10 nm 62?511000eV?150eV2?939.57?10eV?0.2eV 3）能量为 0.5eV质量为 2.5克质点的德布罗意波长；h ? =2mEk ? hc??E－E ?6.626?10?34J?s2?2.5?10?3kg?0.5?1.6?10?19J?3.31?10?23m【例题】一导弹静止时的长度为 6m ，若发射后，（1）以v = 3×103 m/s ；（2）假设能以 v = 0.6 c

相对于地面作匀速直线运动，则地面上观测者测得的导弹长度各为多少？

解: (1)

(2) 例 求 解

导弹的静长为l0 = 6m ,发射后的长度 l为运动长度， 根据相对论长度收缩效应

?3?103?u2??6?1?10?10l?l01?2?6?1??8??c?3?10??6?0.99999999995?5.9999999997?6?m?由于v＜＜c , 长度收缩效应完全可忽略。 2l?l0u2?0.6c?1?2?6?1????6?0.8?4.8?m?c?c?2由于v 接近光速，相对论长度收缩效应显著。

某粒子的静止质量为 m0 ，当其动能等于其静能时，

其质量和动量各等于多少？ 动能：

Ek?mc2?m0c2Ek?m0c2m?2m02由质速关系

m?m0v1?2cv=3c2由此得，动量

p?mv=m0vv1?2c2?3m0c3m0c

例: 试计算氘核的结合能。

已知氘核(A=2，Z=1)相应的原子质量为 MD =2.014102u , 氢原子的质量 MH =1.007825u 。

解: 氘核的质量亏损为

?m?1.007825?1.008665?2.014102?0.002388u组合常数： 1uc2＝931.5MeV结合能为

B??mc2?0.002388uc2 ?0.002388?931.5?2.224MeV练习：试计算氧核（ 16 ）的结合能. 8O2B?[ZMH?Nmn?M(16O)]c82B?[8?MH?8?mn?M(16O)]c8 ?[8?1.007825u?8?1.008665u?15.994915u]c2 ?[8?1.007825?8?1.008665?15.994915]uc2 ?0.13701?931.5 MeV=127.6 MeV ?E??mc2?[M(D)?M(T)?M(4He)?m]c2n?[2.014102?3.016049?4.002603?1.008665]uc?0.018883uc2?0.018883?931.5MeV?17.6 MeV

练习：填充此反应式，并计算释放的反应能。 105B＋ ?Li＋He7342227342?E??mc1052?[M(B)?M(n)?M(Li)－M(He)]c?0.003uc?0.003?931.5MeV?2.79 MeV2?[10.012938?1.008665?7.016004?4.002603]uc轻核聚变

34D(2H) ＋ T(H)?112He ＋ n氘

氚

氦

22浙江大学城市学院文科物理复习资料

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适用于外语、传媒、法学及创意学院等

制作：英语1203 吴苏哲

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