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近代物理实验习题本习题包括22个实验,根据设备情况和学生特点从中选定必修实验。考试时从学生做过的实验中选择考试内容。期末考试为面试,在所做过的实验中抽签考基本知识和操作,并且以操作为主。下列考试内容已编入新出版的近代物理实验课本,其中既包括基本知识,也包括基本操作。学生掌握了这些内容就达到了近代物理实验课的基本要求。1. 光谱的定性分析(一、二)1). 用于识谱的仪器是什么?2)为在谱片上得到不同高度的谱线,采用哪种方法?3)对拍摄好的谱片进行识谱后,用哪种仪器进行测定,从而求出各条谱线的波长?4)由于分光元件的不同,摄谱仪可分为哪几种?5)为进行谱线波长的比较和测定,需要并排摄下什么物质的像?6)物质的发射光谱有几种?各是如何产生的?7)测未知谱线波长时,如果使用线性内插法,则应尽量选用与未知谱线较近的两条Fe谱线,为什么?8)光谱分析的基础是什么?9)光谱定性分析有哪几种方法,并简述之。10)简述光谱分析中光源的职能。11)光谱分析的过程有几步。12)如何确定未知谱线的波长?13)本实验中的主要实验仪器有哪些?各起什么作用?14)光谱分析的基本特点有哪些?15)光栅光谱级次重叠是如何产生的?16)消除光栅光谱级次重叠的方法有哪些?17)选择光源时应考虑哪些方面的问题?18)简述棱镜分光及光栅分光原理。19)如何正确使用阿贝比长仪读数?20)简述哈特曼光阑的作用。2. 塞曼效应1). 什么叫塞曼效应、正常塞曼效应、反常塞曼效应?2). 试画出汞的435.8nm光谱线(3s1-3p1)在磁场中的塞曼分裂图。3). 垂直于磁场观察时,怎样鉴别分裂谱线中的 成分和 成分?4). 画出观察塞曼效应现象的光路图,叙述各光学器件所起的作用。5). 简述F-P标准具的结构和工作原理。6). 如何判断F-P标准具已调好?7). 什么叫 成分、 成分?在本实验中哪几条是 线?哪几条是 线?8). 叙述测量电子荷质比的方法。9). 在实验中,如果要求沿磁场方向观察塞曼效应,在实验装置的安排上应作什么变化?观察到的干涉花纹将是什么样子?10)如何测准干涉圆环的直径?3. 密立根油滴实验1). 两极板不水平对测量有什么影响?2). 为什么要测量油滴匀速运动的速度?在实验中怎样才能保证油滴作匀速运动?3). 实验中应该选择什么样的油滴?如何选择?4). 喷油时“平衡电压”拨动开关应该处在什么位置?为什么?5). “升降电压”拨动开关起什么作用?测量平衡电压时,它应该处于什么位置?6). 两极板加电压后,油滴有的向上运动,有的向下运动,要使某一油滴静止,需调节什么电压?欲改变该静止油滴在视场中的位置,需调节什么电压?7). 油滴下落极快,说明了什么?若平衡电压太小又说明了什么?8). 为了减小计时误差,油滴下落是否越慢越好?为什么?9). 对一个油滴测量过程中发现平衡电压有显著变化,说明了什么?如果平衡电压在不大的范围内逐渐变小,又说明了什么问题?10). 实验中发现油滴逐渐变模糊,是什么原因?为什么会发生?又如何处理?4. 夫兰克-赫兹实验1). F-H实验是如何观测到原子能级变化的?2). 当加速电压超过电离电位时,在什么情况下可使原子激发而不电离,实验时又如何使原子激发和电离的?3). 用逐差法求汞原子第一激发态电位平均值 时,对于逐差数据为奇数个的情况如何计算?4). 造成 曲线峰-峰之间电压值为4.9V的主要因素是什么?5). 实验中得到的 曲线为什么呈周期性变化?6). 选择不同的 和 ,对 曲线会产生什么影响?7). 举出实验误差产生的诸因素。8). 夫兰克-赫兹实验的实验原理是什么?9). 夫兰克-赫兹实验验证了什么?10) 夫兰克-赫兹实验的目的是什么?11). IA-VGK曲线各极小值处于IA的值均不为零,且随VGK的增加而上升,这是为什么?12). 解释温度较高时IA-VGK曲线中第一个峰容易消失的原因。13). 为什么第一峰值不在4.9伏处?5. 核衰变的统计规律1)闪烁探测器的主要由哪及部分构成?各部分的功能是什么? 2)简述一个带电粒子形成脉冲信号的过程。 3)相同时间间隔内核衰变数或粒子计数符合怎样的统计规律?泊松分布和高斯分布各有何特点?4)标准误差的定义式是什么? Y的物理意义是什么?统计误差具有什么特点?5)一次测量结果N的物理意义是什么?N的相对误差如何计算?6)假定在相同条件下重复测量的两次结果为9983和7689,这两个结果是否合理?7)本底计数对测量结果的误差有何影响?8)如何减小本底计数对测量结果的误差影响?9)放射性计数的统计误差和其他宏观物理量的测量误差有何本质不同?10)空气中放射性微尘中主要放射性核素是什么?来源是什么?6. 光学全息实验1). 简述全息照相的基本原理?2). 光学全息实验的条件主要是哪些?3). 根据理论和实验观察写出全息照相和通普照相的异同?4). 全息物像再现有什么特点?5). 全息物像再现有什么要求?6). 绘制“三维漫射物”拍摄的全息光路图。7). 绘制“三维透射物”拍摄的全息光路图。8). 如果一张拍好的全息片打碎了或部分污染了,用其中一部分再现,看到的是部分物像?还是整个物像? 为什么?9). 观察全息图再现像放大、缩小、等大的条件是什么?10). 全息实验中为什么要求物光程和参考光光程尽量相等?11). 在观察全息照片(虚像)时,你能否尝试用手去触及再物像?而当你的手移近或远离再现物像时,能否据此来判断像的位置,大小及深度?7. 全息干涉计量1)简述全息干涉计量的实验原理。2)设计并绘制一漫射物体的双曝光全息干涉光路。3)绘制出你所做全息干涉计量的实验光路。4)画出你所做全息干涉计量全息图再现的干涉花样。5)全息干涉计量技术有什么独特计量优势?6)说出干涉计量双曝光实验成功的关键步骤。7)如何实现全息干涉计量物再现的保真性?8)实时全息干涉计量有什么特点?9)如果实验光路中要求平行光束怎样获得?如何检查光束的平行性?10)物体加压发生微小形变部位受力未达平衡状态作第二次曝光,对再现图示有无影响?8. 光电效应法测量普朗克常数1).简述高压汞灯、滤色片在实验中的用途?2).简述光电效应的实验原理?画出实验原理图。3).什么是遏制电压?4).实验中电流为零的点所对应的电压是否为要测的遏制电压?为什么?5).什么是抬头点?如何才能比较精确地找到抬头点?6).反向电流的来源是什么?7).光电子的最大初动能与入射光频率有什么样的关系?与我们实验中测得的遏制电压有何联系?8).更换滤色片时应注意什么?能不能直接使高压汞灯照射光电管?为什么?9).暗电流的来源是什么?10)、使用高压汞灯时有哪些注意事项?9. 光拍法测光速1).什么是光拍频波?2).斩光器的作用是什么?3).为什么采用光拍频法测光速?4).获得光拍频波的两种方法是什么?本实验采取哪一种?5).使示波器上出现两个正旋拍频信号的振幅相等,应如何操作?6).写出光速的计算公式;并说出各量的物理意义?7).简述本实验的实验原理?8).分析本实验的主要误差来源,并讨论提高测量精确度的方法。9).简述本实验的实验步骤?10).本实验的注意事项是什么?10. 微波分光实验1).本实验模拟了那几个光学实验?2).本实验中是怎样验证微波是线极化电磁波的?3).本实验只能“定性”观察和验证电磁波的特性,你认为是什么原因?4).双缝干射实验中,缝宽a,和双缝间距b应当怎样选取?5).在布拉格衍射实验中,反射级数n3的极大值是否存在为什么?6).为什么微波与光波有许多相似特性?7).画出迈克尔逊干涉实验的光路图,并说明如何用此装置测量微波的波长?8).试分析本实验测量误差较大的原因。9).微波和普通无线电波有什么不同?10).在模拟布拉格衍射实验中,已知微波波长为3.2cm,测得(100)晶面的一级衍射峰的掠射角为23,请画出布拉格衍射示意图,写出布拉格衍射公式,并计算模拟晶体的晶格常数。11. 真空的获得与测量1).什么叫真空?粗真空、低真空、高真空、超高真空、极高真空,对应的压强分别在什么范围?2).机械泵主要有哪几部分组成?各自的作用是什么?3).为什么在油扩散泵使用过程中必须通冷却水?为什么关闭扩散泵加热电源后必须过40分钟后才能关机械泵,断冷却水?4).为什么接通扩散泵电源前要先把钟罩真空度抽至4Pa?5).简述油扩散泵的工作原理,例举几种高真空泵。6).在热偶计使用中,电流调节对精度有何影响?为什么?7).画出热偶规管的电原理图,试述真空室中压强与热偶规管热偶电动势的关系。8).画出电离规管的电原理图,试述电离规管板极电流与真空室中压强的关系。9).复合真空计使用时须注意什么?10).开高阀时应注意什么?12. 真空镀膜1).有哪些因素会影响镀膜层的厚度和质量?2).真空度对镀膜有何影响,为什么压强较高时无法镀膜?3).为什么在大气状态下不能进行轰击?轰击颜色及光强将随真空度变化,试解释之。4).若在实验过程中突然停水、停电,你作何应急处理?5).一般常用的物理镀膜方式有几种?6).制作的铝反射膜一擦即掉,是什么原因造成的?7).制作的铝反射膜薄厚不均匀, 主要是什么原因造成的?8).镀膜过程中观察窗易被覆盖,你能想一种办法,既能镀膜,又使观察窗不被覆盖吗? 试讲出你的办法。9).蒸发镀膜适用于镀什么材料?10).镀膜过程中,为什么要先用挡板挡住蒸发源一段时间?11).气体分子的平均自由程与气体压强有什么关系? 给出其表达式。13. 电子衍射1). 德布罗意假说的内容是什么?2). 在本实验中是怎样验证德布罗意公式的?3). 本实验证实了电子具有波动性,衍射环是单个电子还是大量电子所具有的行为表现?4). 简述衍射腔的结构及各部分作用。5). 根据衍射环半径计算电子波的波长时,为什么首先要指标化?怎样指标化?6). 改变高压和灯丝电压时衍射图像有什么变化?为什么?7). 叙述样品银多晶薄膜的制备过程。8). 观察电子衍射环和镀金属薄膜时为什么都必须在高真空条件下进行?它们要求真空度各是多少?。9). 加高压时要缓慢,并且尽量缩短加高压的时间,这是为什么?10). 拍摄完电子衍射图像取底片时,三通阀和蝶阀应处于什么位置?为什么?14. 晶体缺陷1).晶体缺陷分几种? 并举例说明之。2).什么是弗仑克尔缺陷? 什么是肖脱基缺陷? 二者有什么不同?3).试述“晶体缺陷的研究”的实验目的。4).试述“晶体缺陷的研究”的实验原理。5).研究晶体缺陷有什么实际意义?6).试述金相显微镜的使用方法。7).试举出几种观察晶体缺陷的方法。8).金相显微镜主要有哪几部分组成?9).会有几种原因造成冲洗出来的软片没有图像?10). 显微视场的面积和放大倍数怎样标定?15. 磁晶各向异性的实验观察1).什么叫平面偏振光?2).晶列指
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