时间:2017-03-02 10:38:33
1、简答题 自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断地向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射．热辐射具有如下特点：（1）辐射的能量中包含各种波长的电磁波；（2）物体温度越高，单位时间内从物体表面单位面积上辐射的能量越大；（3）在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同．处在一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P0=σT4，其中常量σ=5.67×10-8W/（m?K4）
在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体．有关数据及数学公式：太阳半径Rs=696000Km，太阳表面温度T=5770K，火星半径r=3395Km．已知球面积S=4πR2，其中R为球半径．
（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7～1×10-5m范围内，求相应的频率范围．
（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？
（3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直到面积为πr2（r为火星半径）的圆盘上．已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度．
参考答案：
（1）根据f=Cλ
可解得：f1=1.5×1015HZ～f2=3×1013Hz（由电磁波速度公式C=fλ可求此频率范围）
（2）由公式P0=σt4可求太阳表面每秒每平方米辐射的能量，乘以太阳表面积4πRS2再乘以3600，就可得每小时太阳表面辐射的总能量．
则有，W=4πRS2σTS43600=1.38×1030J
（3）P1=4πRS2σTS4πr24πR20，
且R0=400RS，
又P2=σt44πr2，
因P1=P2
可得t=TS
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上。假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子
[? ]
A．一定落在中央亮纹处
B．一定落在亮纹处
C．可能落在暗纹处
D．落在中央亮纹处的可能性最大
参考答案：CD
本题解析：
本题难度：简单
3、选择题 （5分）康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．如图给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向，则碰后光子：（?）
A．可能沿1方向，且波长变小
B．可能沿2方向，且波长变小
C．可能沿1方向，且波长变长
D．可能沿3方向，且波长变长
参考答案：C
本题解析：康普顿效应第一次从实验上证实了爱因斯坦提出的关于光子具有动量的假设。光子和电子、质子这样的实物粒子一样，不仅具有能量，也具有动量，碰撞过程中能量守恒，动量也守恒。根据动量守恒，碰后光子不可能沿2、3方向，根据能量守恒，在散射波中，除了原波长的波以外，还出现波长增大的波。因此选C。
本题难度：一般
4、选择题 不定项选择
下列关于概率波的说法中，正确的是（ ? ）
A．概率波就是机械波
B．物质波是一种概率波
C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象
D．在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过
参考答案：B
本题解析：
本题难度：简单
5、选择题 关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是（ ?）
A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道
C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的
D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般