近代物理考试复习

近代物理考试复习

1.什么是量子力学，简述量子力学的发展过程，举例量子力学的实际应用。

答：量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。

量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。

十九世纪中期，物理学形成了完整的、系统的经典理论体系。由于经典物理学在发展过程中几乎没有遇到什么重大难题，因而当时有许多物理学家错误地认为经典物理学理论是物理学的“最终理沦”，往后没有什么重大的工作可做了，只是解一下微分方程和对具体问题进行解释。但是，在经典物理学晴朗的天空中，不断出现了几朵“乌云”—经典理论无法解释的实验事实。其中最著名的是开耳芬称之为“第一号乌云”的迈克尔逊—莫雷实验与“第二号乌云”的黑体辐射实验，此外还有光电效应实验和原子光谱的实验规律等。

1900年，普朗克提出辐射量子假说，假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式（能量子）实现的，能量子的大小同辐射频率成正比，比例常数称为普朗克常数，从而得出普朗克公式，正确地给出了黑体辐射能量分布。

1905年，爱因斯坦引进光量子（光子）的概念，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系，成功地解释了光电效应。其后，他又提出固体的振动能量也是量子化的，从而解释了低温下固体比热问题。

1913年，玻尔在卢瑟福原有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。按照这个理论，原子中的电子只能在分立的轨道上运动，在轨道上运动时候电子既不吸收能量，也不放出能量。原子具有确定的能量，它所处的这种状态叫“定态”，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收或辐射能量。这个理论虽然有许多成功之处，对于进一步解释实验现象还有许多困难。

在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后，为了解释一些经典理论无法解释的现象，法国物理学家德布罗意于1923年提出了物质波这一概念。认为一切微观粒子均伴随着一个波，这就是所谓的德布罗意波。

1925年，海森堡基于物理理论只处理可观察量的认识，抛弃了不可观察的轨道概念，并从可观察的辐射频率及其强度出发，和玻恩、约尔当一起建立起矩阵力学；1926年，薛定谔基于量子性是微观体系波动性的反映这一认识，找到了微观体系的运动方程，从而建立起波动力学，其后不久还证明了波动力学和矩阵力学的数学等价性；狄拉克和约尔丹各自独立地发展了一种普遍的变换理论，给出量子力学简洁、完善的数学表达形式。

激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置，都关键地依靠了量子力学的原理和效应。核磁共振的基本原理是原子核的不同自旋取向在强磁场下发生能级分裂，从而可以共振吸收某特定频率的电磁辐射。

2.论述量子力学中力学量与算符的关系。

答：在量子力学中，当微观粒子处于某一状态时，它的力学量(如坐标、动量、角动量、能量等)一般不具有确定的数值，而是具有一系列可能值，每个可能值以一定的几率出现。当粒子所处的状态确定时，力学量具有某一可能值的几率也就完全确定。例如，氢原子中的电子处于某一束缚态时，它的坐标和动量都没有确定值，而坐标具有某一确定值r或动量具有某一确定值的几率却是

电子的双缝衍射实验、电子在晶体表面的衍射实验、中子在晶体上的衍射实验从实验上揭示了微粒的波动性质。

4.论述原子结构理论并结合实验观测论述这个理论的发展过程。

答：基态原子具有核式结构，原子由原子核和核外带负电的电子组成，带负电的电子在一定的壳层轨道上绕核旋转，其中n代表不同的壳层，同时遵循泡利不相容原理和能量最低原理：n+0.7l

对原子结构的认识过程：

汤姆生原子模型：1897年汤姆逊从阴极射线中发现带负电的电子，1910年密立根用油滴实验发现了电子的电量值，从而算出电子质量，它比整个原子的质量小得多，后来J.J.汤姆孙提出“西瓜”原子模型，认为原子带正电部分是一个原子那么大的球，正电荷在球中均匀分布着，在球内或球上有负电嵌着，这些电子能在它们的平衡位置附近做简谐振动。后来，α粒子的散射实验对汤姆孙模型提出了挑战，实验发现α粒子在轰击铂箔时，绝大多数平均只有2~3度的偏转，但有大约1/8000的α粒子偏转角大于90?，其中有的接近180?。

卢瑟福原子模型：经过对α粒子散射实验的记过分析，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构模型，认为原子有一个带正电的原子核，所带正电的数值是原子序数Z和单位电荷e的乘积，原子核外散布着Z个带负电的电子围绕它运动，但原子核质量占原子质量的绝大部分。

玻尔原子模型：卢瑟福的原子模型虽然很好的解释了α粒子的散射实验，但它又与经典电磁理论想矛盾，经典电磁理论认为电子加速运动辐射电磁波，能量不断损失，电子回转半径不断减小，最后落入核内，原子塌缩，与实际不符，因而陷入困境。1900年，德国物理学家普朗克提出了能量量子化的概念，解释了黑体辐射谱。1905年，爱因斯坦提出了光量子概念。这些结论给了玻尔很大的启发，玻尔把爱因斯坦提出的光量子的概念运用于卢瑟福原子模型中，提出了电子在核外的量子化轨道，解决了原子结构的稳定性问题，最终提出了氢原子的玻尔理论：

a.定态假设：电子只能在一些分立的轨道上运动，而且不会辐射电磁波。

b.频率条件假设：能级差与原子吸收（或放出）的光子能量相同。

c.角动量量子化假设：电子的轨道角动量是h的整数倍。

之后，索末菲把玻尔的原子理论推广到包括椭圆轨道，并考虑了电子的质量随其速度而变化的狭义相对论效应，导出光谱的精细结构同实验相符。

5.玻尔原子结构理论是什么?量子力学理论是怎样得出原子状态量子化结果的，为了解释氢原子光谱，波尔提出一个什么假设？由玻尔假设得到的氢原子能量、电子的角动量和轨道半径与量子力学理论结果有什么异同。

答：（1）玻尔理论是指一种关于原子结构的理论。1913年由玻尔提出。是在卢瑟福原子模型基础上加上普朗克的量子概念后建立的。

玻尔在氢原子和类氢原子（即原子核核外只有一个电子的）的光谱以及普朗克的量子论、爱因斯坦的光子学说的基础上，提出了波尔原子结构理论的几点假设。

1．定态假设：核外电子只能在一系列分立的轨道上绕核运动，且不辐射电波，能量稳定。电子轨道与能量分立En=-1/2*e^2/4πε0r n=1,2,3...

2．角动量量子化假设：电子在不同轨道上运动时，其能量是不同的。轨道离核愈远，能量愈高。当原子中的电子处于离核最近的轨道时，它们处于最低的能量状态，称为基态。当原子从外界获得能量时，电子可以跃迁到离核较远、能量较高的轨道上，这种状态称为激发态。电子定态轨道角动量满足量子化条件Merv=nh/2π，它不可能处于两个允许的相邻轨道的能量之间。

3．跃迁假设：电子在能量不同的轨道之间跃迁时，原子才会吸收或放出能量。处于激发态的电子不稳定，可以跃迁到离核较近的轨道上，同时释放出光能。释放出光能（光的频率）的大小决定于两轨道之间的能量差，其关系式为：

（2）1913年，玻尔把量子观念应用在原子的辐射光谱，出色地解释了氢原子的光谱，成功地解决了原子有核结构的稳定性问题。玻尔氢原子理论的巨大成功，让人们了解到量子这个新的概念对于物理的重要作用，从此，全世界物理学人的眼光都转向到“原子理论”的研究，导致量子理论的最终成果——量子力学（海森堡的矩阵形式、薛定谔的波动形式、费曼的路径积分形式）的提出。

两者区别：在玻尔理论中，通过定态和能级描述电子在空间某处的最可能概率，它并没有描述电子在空间的分布，而仅仅是得到最大概率存在的几个能级。在量子力学中，通过波函数来描述自由电子在空间各处存在的概率。

玻尔理论利用三个量子数来描述电子轨道：n，nф，nΨ；其中n=1,2,3。量子力学利用三个量子数n，l，m来描述几率大小。

两者联系：当量子力学中l趋近于无穷大时，l和玻尔理论中的Pф近似相等。同时也表明当L越小时，量子化越明显。L越大时，量子理论越接近经典理论。

(2)

其中R(r)仅是r 的函数，),(?θY 仅是θ和?的函数。

（4）只是关于r 的方程，称为径向方程，Y 是球谐函数

当能量为正值时（E>0）无论E 等于任何值（6）式的解都满足波函数的标准条件，即体系的能量具有连续谱，在无穷远处波函数不为零。能量为正值意味着电子不再受原子核的约束。然而作为氢原子体系，电子受到原子核的束缚，能量为负，这时，能量为：

旧量子论P φ=n φh/2π当角动量很大时l =l +1此时二者一致。磁量子数与空间量子化L=mh/2π按量子力学理论，电子没有明确的轨道。

6.已知一个微观粒子的状态波函数是Ψ(x.y,z),关于这个粒子可以知道哪些信息，怎样知道相关力学量，粒子出现在以坐标原点为心、半径为a 的球内的几率是多少. 答：包括：波函数在空间某点的强度（振幅绝对值的平方，2(,)r t ψr ）和在

该点找到粒子的几率成正比，主量子数n ，角量子数l ，磁量子数m ，能量，角动量，电子被发现的概率分布等等。

几率计算如下：*dw d ψψτ=32*2

*004sin 3a o a w d d r dr πππψψθ??ψψ?==???（其中*ψψ为概率密度）

7.一个质量为μ的粒子被限制在半径为r=a 和r=b (a

答：球坐标系下，能量本征方程可写成

设波

函数

8.不考虑相对论效应和精细结构，氢原子的能级对角量子数是简并的，可碱金属原子能级对角量子数不简并，解释碱金属原子能级与氢原子能级差异的

原因。

答：氢原子能量只取决于主量子数n，与角量子数l和磁量子数m无关，具有高度简并性，即对角量子数是简并的。碱金属的能级不仅由主量子数n确定，也与角量子数l有关，l不同的能级会产生分裂且能量相差较大，完全没有了氢原子中l的简并现象。碱金属原子能级对角量子数不简并有两个重要原因：原子实的极化和轨道的贯穿。

a.原子实的极化

原子实原是一个球形对称的结构，它里面的原子核带有Ze个正电荷，Z-1个电子带有(Z-1)e个负电荷，所以价电子好像处在一单位正电荷的库仑场中。但由于价电子的电场的作用，原子实中带正电的原子核和带负电的电子的中心会发生微小的相对位移。于是正、负电荷的中心将不再在原子核上，形成一个电偶极子，这就是原子实的极化。极化而成的电偶极子的电场又作用于价电子，使它感受到除库仑场以外的附加的吸引力，从而引起能量的降低。而且同一n 值中，l值越小的轨道越扁，在扁轨道的一部分轨道上，电子离原子实很近，引起较强的极化，原子能量下降较多，所以能级较低；相反，l值越大的轨道越接近圆形，因而电子离原子实比较远，极化较弱，所以对能量的影响也小，能级相对较高。

b.轨道的贯穿

原子实的极化对原子能级的影响是有限的，另一个引起能级变化的更主要的原因是电子的轨道贯穿。对于偏心率很大（l很小）的轨道，接近原子实的部分可能穿入原子实发生轨道贯穿，结果是原子对电子起作用的有效电荷Z*>1。从实验数据看出，碱金属的有些能级离相应的氢原子能级较远，这些能级的轨道必定是贯穿的，l值一定较小；另一些比较接近氢原子能级，那些轨道大概不是贯穿的，l一定较大。比较同氢能级差别的大小，可以按次序定出l值。

9.碱金属原子能级的双重结构是从什么观察实验推断出来的? 又是如何从理论上解释的。

答：（1）碱金属能级得双重结构是从锂原子观察实验推断出来的

（2）碱金属原子光谱，特指碱金属锂、钠、钾、铷、铯等元素的光谱。它们具有相似的结构，明显地分成几个线系。通常观察到的有主线系、第一辅线系(漫线系)、第二辅线系(锐线系)和伯格曼线系(基线系)。

当用分辨本领足够大的分光仪器去观察碱金属原子的一条光谱线时,会看出它是由二条或三条锐线组成,这称为光谱线的双重结构(或复双重结构)，有时也称碱金属原子光谱的精细结构。例如钠光谱主线系的第一条实为589.0nm和589.6nm两条线组成，碱金属原子的光谱都有类似的双重结构。

碱金属原子谱线的双重结构是由于电子自旋与轨道运动相互作用的结果,设想电子具有某种方式的自旋，其角动量等于：1/2*h/2π，这个自旋角动量是不变的，是电子的固有矩。电子的自旋角动量等于即自旋量子数s=1/2。又由于电子自旋角动量相对于轨道角动量只可能有两个取向,故碱金属原子在满充壳层外面只有一个价电子，满充壳层的总角动量为零，所以价电子的总角动量就等于原子的总角动量。电子处在由于轨道运动而感受的磁场中，附加的能量可以表示为△E=-μsBcosΘ，Θ是磁矩和磁场的夹角，取0和180度。这能量加载未考虑自旋的原子能级上，就形成双层能级。

10.试描述一个可以测定原子具有分裂能级的实验，并简要说明原理。 答：施特恩-盖拉赫实验、顺磁共振实验、塞曼效应。

塞曼效应：当光源放在足够强的磁场中时，所发光谱的谱线会分裂成几条而且每条谱线的光是偏振的，这称为塞曼效应。

镉（Cd ）的 6438.47 埃的谱线

把镉光源放在足够强的磁场中，从垂直于磁场的方向观察光谱，会发现这条谱线分裂成三条，一条在原位（波数为v ），左右还各有一条。两边的两条离中间的距离用波数表示是相等的（波数分别为）。三条谱线是平面偏振的。中间一条的电矢量平行于磁场，记为π线，左右两条的电矢量垂直于磁场，记为σ线。如果沿磁场方向观察光谱，中间那条就不再出现；两边的两条仍在垂直方向观察到的位置，但已经是椭圆的了。两条的偏振转向是相反的．频率比原谱线频率高的那一条的偏振转向是沿磁场方向前进的螺旋转动的方向，频率较原谱线频率低的那一条的偏振转向相反。

11.详细论述单价电子原子的原子态表示方式以及磁矩公式。

答：用大写的字母S.P.D.F 代表原子态，左上角标明能级数如2表示双重结构，右下角标明j 量子数j=l +s 或j=l -s 。原子实的轨道角动量，自旋角动量和总角动量都等于零，单价电子的角动量就等于整个原子的角动量，价电子的诸量子数也就可以表示整个原子。

① 自选磁矩

,(1),1/2,2334s s s B e e s B e e e p p s s s m m he m μμμμπ==+==

?==h h

② 轨道磁矩

电子轨道运动相当于一个闭合电路，等效电流i 和等效轨道磁矩l μ为：,,l e iA i μτ

==其中τ为周期，A 为电路包围的面积，则 22220001112

22222e l e e

l l l e e

d A r d r dt m r dt p dt m m p

e e p m m π

ττ?τ?ωμττ====?=

??=??? 而(1)l p l l =+h ，所以(1)(1)4l B e

he l l l l m μμπ=

+=+ ③ 总磁矩

12.对钾和钙原子，(1)写出基态、第一和第二激发态的电子组态; (2)写出基态、第一和第二激发态的原子态: (3)当价电子从4d 态跃迁到4p 态时，考虑精细结构，画出能级间的跃迁图。

（1）钾Z=19基态电子组态：22626122334s s p s p s ；第一激发态电子组态：22626122333s s p s p d 第二激发态3d 改为4p ；钙Z=20基态4s 2,一激4s3d ，二激4s4p

（2）钾原子态2221/25/23/24;3,3S D D ；42P(1/2;3/2)钙原子态

考虑精细结构，能级跃迁图如下（其中4d ：225/23/24;4D D ，4p ：223/21/24;4P P ）

13.论述具有两个价电子的原子能级特征。

答：实验发现，第二主族元素原子光谱有两套线系，对应的能级也有两套，单重态能级和三重态能级，单重态能级对应单线光谱，三重态能级对应多线光谱，两套能级间没有跃迁。对于两个价电子的系统，S 只能取0或1。当 S=0时，原子的总角量子数 J=L，此时相同角动量的原子只有一个总状态，称为单一态，即只有一个能级。

当 S=1 时，原子的总角量子数 J=L+1，L，L-1，共有三个J值，此时相同角动量的原子有三种状态，称为三重态，即有三个能级。

原子能级的类型实质上是原子内部几种相互作用强弱不同的表现, L-S耦合和j-j耦合是两个极端情况,有些能级类型介于二者之间。由于原子实总角动量和磁矩为0，因此原子态的形成，只需考虑价电子即可。两个电子各自有轨道运动和自旋，每一种运动都产生磁场，对其它运动都有影响。四种运动将相互影响，可以形成六种相互作用：G1(s1,s2)，G2(l1,l2)，G3(l1,s1)，G4(l2,s2)，G5(l1,s2)，G6(l2,s1) ，一般来说G5和G6很小，可以忽略。G1、G2远大于G3、G4时，遵循LS耦合，反之为JJ耦合。

能级有精细结构：G1很强，使不同S 能级分开；G2又使不同L的能级分开；G3和G4分开不同J 值的能级。每个原子态对应一定的能级。由多电子组态形成的原子态，能级顺序遵循如下规律：

洪特定则（只适用于L-S耦合）：从同一电子组态形成的能级中

（1）重数较高的（S较大）能级位置较低；（2）重数相同的（S相同）能级中，L最大的位置最低。对于同一L不同J的能级，具有最小J值能级位置最低是正常次序，最大J值的能级位置最低是倒转次序。

朗德间隔定则：在一个多重的能级中，能级的二相邻间隔同有关的二J值较大那一值成正比。

14.铍原子共4个电子，已知其中3个始终处于基态。1)写出铍原子的三个最低能量的电子组态; (2)用L-S耦合模型分别写出以上三种电子组态的原子态；(3)画出当被激发的价电子从3S轨道回到基态时，可能的能级跃迁图。

15.一个原子有2个价电子，分别处在p态和d态，求它们可形成的原子态。LS耦合时，总角动量量子数最大的原子态的磁矩是多少。

16.锌原子的核电荷数Z=30.设价电子为LS耦合，1)写出基态电子组态与原子态；2)当一个价电子被激发到5s 时，写出此时的原子态，作出相应的能级跃迁图。

17.论述X射线谱的特征及原理，为什么说X射线谱对研究原子结构问题有重要意义。

答：X 射线谱，波长大致介于700～0.1 埃范围内的电磁辐射，X 射线谱由连续谱和标识谱两部分组成，标识谱重叠在连续谱背景上，连续谱是电子在靶上被减速产生的（高速电子到了靶上，受靶中原子核的库伦场作用而减速，电子动能转成辐射能，就有射线放出，称为轫致辐射）。标识谱是由一系列线状谱组成，它们是因靶元素内层电子的跃迁而产生，每种元素各有一套特定的标识谱，反映了原子壳层结构的特征。同步辐射源可产生高强度的连续谱X射线，现已成为重要的X射线源。X射线谱的某些特性反映了原子内部结构的情况，通过X射线可以对原子结构问题进一步的探索。

1. 连续谱：连续谱 X 射线的短波限λ0与发射 X 射线的材料无关，而只与电压有关：λ 0 = hc /( ev )h为普朗克常数，e为电子电量，c为真空中的光速。

2、标识谱：标识谱是线状谱，由具有各别波长的谱线构成。

谱线的波长决定于靶子的材料，每一种元素有一套一定波长的线谱，成为这元素的标识，所以称为标识谱。

标识谱有下述特征：各元素的标识谱有相似的结构，清楚地分为几个线系，波长最短的一组线称为K线系，这个线条一般可以观察到三条谱线称作Kα,Kβ,Kγ 。Kα线最强，它的波长最长，实际由两条线组成，Kγ线最弱，它的波长最短。

比K线系的波长更长一些，谱线也较多的一组谱线称为L线系，波长更长的还有M线系和N线系，线系的结构与化学成分无关。X射线管上需要加几万伏特的电压才能激发出某些线系，X射线的光子能量比可见光的光子能量大得多。

综上所述可以得出：X 射线的标识谱是靶子中的原子发出的，从它的不显示周期变化，同化学成分无关和光子能量很大来看，可以知道这是原子内层电子跃迁所发的。

关于各线系的谱线怎样由内层电子发射的问题早已研究清楚：

K线系是最内层以外各层电子跃迁到最内层的结果。L线系是第二层以外各层的电子跃迁到第二层的结果。M线系是第三层以外各层的电子跃迁到最内层所发射的。K系中波长最长，强度最大的，是第二层的电子跃迁到最内层时所发射的。波长最短而且比较弱的Kγ线是n=4那一层电子跃迁到最内层的结果。

标识谱反映了原子内层结构的情况，谱线的波长代表能级的间隔，谱线的精细结构显示能级的精细结构，所以X 射线标识谱对研究原子结构问题有重要意义。

18.定量分析原子在外磁场B中所受到作用及运动情况。

答：1.拉莫尔旋进

19.论述材料抗磁性与顺磁性原理。

答：有些物质放在磁场中磁化后，它的宏观磁矩的方向同磁场方向相反，这类物质称为抗磁性的。另一类物质在磁场中磁化后宏观磁矩的方向同磁场方向相同，这类物质称为顺磁性的。

1. 抗磁性

抗磁性是磁场对电子轨道运动所起作用的结果；电子轨道运动在磁场中会发生旋进，旋进角动量的方向在任何情况下都是在磁场的方向，同电子轨道运动的速度和方向无关。在同一磁场下，旋进的速度是常数。因此一个原子中所有的电子构成一个整体绕着磁场旋进，形成一个电子的环流，但电子带负电，

会产生磁矩指向磁场的相反方向，这就是抗磁性的来源。抗磁性既是磁场对电子轨道运动的作用的结果，应该发生有任何原子或分子中，因此是普遍存在的。

但是对于原子，只有在J=0，因而磁矩为0的情况下，抗磁性才显出来。如果J≠0 ，较强的顺磁性会掩盖了抗磁性。

2. 顺磁性

顺磁性是具有磁矩的原子在磁场中各种取向的平均效果。

原子磁矩在磁场中的取向是量子化的，只能有2J+1个取向，相当于2J+1个能级，由于无规则热运动，原子相互碰撞，交换能量，当达到热平衡时，原子在诸能级的分布符合波耳兹曼分布律。每一个能级相当于磁矩的一个取向，具有较低能级的原子数比高能级的原子数要多，而磁矩是正值的能级低于负值的能级。所以大量具有总磁矩的原子的平均磁矩是正的，也就是平均磁矩是向着磁场的方向的。这就显出顺磁性。温度越高，顺磁性效应越弱。

因此：凡是总磁矩等于零的原子或分子都表现抗磁性，总磁矩不等于零的原子或分子表现顺磁性。

20.什么是塞曼效应，详细论述塞曼效应的理论解释。分析从2D

3/2到2P

1/2

跃

迁产生的谱线的塞曼效应结果。

答：当光源放在足够强的磁场中时，所发光谱的谱线会分裂成几条而且每条谱线的光是偏振的，这称为塞曼效应。

原子处在磁场中，其发出的谱线会比未加磁场时多出几条，对此我们可以类比原子光谱精细结构产生的机理（原子光谱精细结构是由于原子中电子自旋磁矩在电子轨道运动产生的磁场的作用下，在原子原来的能级上增加了附加能量，致使能级分层，出现谱线的精细结构），在这里，由谱线增多，我们也可以判断是原子中发生跃迁产生谱线的对应能级增多了，也就是说原子在未加磁场时的能级的基础上增加了附加能量，而这种附加能量实质是磁场对原子磁矩的作用所致。下面将讨论磁场与原子磁矩的作用的关系。

1．原子的总磁矩

在构成物质的最小单元原子中，存在着复杂的运动，而原子中带电荷的电子和原子核的复杂运动使原子产生了磁矩。有以下三种：

遵循跃迁选择原则。

（3）能级分裂成(2J +1)层，能级间隔：j B E g B μ?=，朗德因子(1)(1)(1)12(1)

j J J L L S S g J J +-+++=++，则： 2/32D 能级分裂为32142?+=层；2244,55

B g E B μ=?= （2/12P 能级分裂为12122?+=层；1122,33

B g E B μ=?=，第二问需要） （4）谱线分裂为6条，格罗春图为：

1/2

-1/2-3/23/2M 2/5-2/5-6/56/5

M 2g 21/3-1/3M 1g 1

M 2g 2-M 1g 1

1/15

-1/1513/1511/15-13/15-11/15 221111*********()()(,,,,,)151515151515

M g M g L L λ?=-=--- 波数位移最小为115L ，最大为1315L

【实验报告】近代物理实验教程的实验报告

近代物理实验教程的实验报告 时间过得真快啊！我以为自己还有很多时间，只是当一个睁眼闭眼的瞬间，一个学期都快结束了，现在我们为一学期的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，本学期从第二周开设了近代物理实验课程，在三个多月的实验中我明白了近代物理实验是一门综合性和技术性很强的课程，回顾这一学期的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。我们所做的实验基本上都是在物理学发展过程中起到决定性作用的著名实验，以及体现科学实验中不可缺少的现代实验技术的实验。它们是我受到了著名物理学家的物理思想和探索精神的熏陶，激发了我的探索和创新精神。同时近代物理实验也是一门包括物理、应用物理、材料科学、光电子科学与技术等系的重要专业技术基础物理实验课程也是我们物理系的专业必修课程。 我们本来每个人要做共八个实验，后来由于时间关系做了七个实验，我做的七个实验分别是：光纤通讯，光学多道与氢氘，法拉第效应，液晶物性，非线性电路与混沌，高温超导，塞满效应，下面我对每个实验及心得体会做些简单介绍： 一、光纤通讯：本实验主要是通过对光纤的一些特性的探究（包括对光纤耦合效率的测量，光纤数值孔径的测量以及对塑料光纤光纤损耗的测量与计算），了解光纤光学的基础知识。探究相位调制型温度传感器的干涉条纹随温度的变化的移动情况，模拟语电话光通信， 了解光纤语音通信的基本原理和系统构成。老师讲的也很清楚，本试验在操作上并不是很困难，很易于实现，易于成功。

二、光学多道与氢氘：本实验利用光学多道分析仪，从巴尔末公式出发研究氢氘光谱，了解其谱线特点，并学习光学多道仪的使用方法及基本的光谱学技术通过此次实验得出了氢原子和氘原子在巴尔末系下的光谱波长，并利用测得的波长值计算出了氢氘的里德伯常量，得到了氢氘光谱的各光谱项及巴耳末系跃迁能级图，计算得出了质子和电子的质量之比。个人觉得这个实验有点太智能化，建议锻炼操作的部分能有所加强。对于一些仪器的原理在实验中没有体现。如果有所体现会比较容易使学生深入理解。数据处理有些麻烦。不过这也正是好好提高自己的分析数据、处理数据能力的好时候、更是理论联系实际的桥梁。 三、法拉第效应：本实验中，我们首先对磁场进行了均匀性测定，进一步测量了磁场和励磁电流之间的关系，利用磁场和励磁电流之间的线性关系，用电流表征磁场的大小；再利用磁光调制器和示波器，采用倍频法找出ZF6、MR3－2样品在不同强度的旋光角θ和磁场强度B的关系，并计算费尔德常数；最后利用MR3样品和石英晶体区分自然旋光和磁致旋光，验证磁致旋光的非互易性。 四p液晶物性：本实验主要是通过对液晶盒的扭曲角，电光响应曲线和响应时间的测量，以及对液晶光栅的观察分析，了解液晶在外电场的作用下的变化，以及引起的液晶盒光学性质的变化，并掌握对液晶电光效应测量的方法。本实验中我们研究了液晶的基本物理性质 和电光效应等。发现液晶的双折射现象会对旋光角的大小产生的影响，在实验中通过测量液晶盒两面锚泊方向的差值，得到液晶盒扭曲角的大小为125度；测量了液晶的响应时间。观察液晶光栅的衍射现象，在“常黑模式”和“常白模式”下分别测量了液晶升压和降压过程的电光响应曲线，求得了阈值电压、饱

四川大学物理化学期末考试题及答案(B卷)

四川大学期末考试试题 （2010—2011学年第一学期） 课程代码：(Ⅰ)—1 课程名称：物理化学任课教师：李泽荣、何玉萼适用专业：化学、应化、材化专业印数：200份班级：学号：姓名：成绩 注：1、试题字迹务必清晰，书写工整。本卷3页，本页为第1页 2、题间不留空，一般应题卷分开教务处试题编号： 3、务必用16K纸打印

注：1、试题字迹务必清晰，书写工整。本卷3页，本页为第2页 2、题间不留空，一般应题卷分开教务处试题编号： 3、务必用16K纸打印 2200 2400 2300 t/℃ a

注：1、试题字迹务必清晰，书写工整。本卷3页，本页为第3页 2、题间不留空，一般应题卷分开教务处试题编号： 3、务必用16K纸打印 2010级物理化学(Ⅰ)－1期末考试题B卷答案

一、选择题（12分，每题2分） 1、B 2、A 3、B 4、C 5、C 6、D 二、填空题（20分，每空2分） 1、＞ ；＞ ；＞ ；＝ 2、 3、 ； 4、1 ；2 5、y A ＞0,B x ＞x A ；纯A ；纯B 6、－ 三、（16分） 解：33.3kJ R P vap m Q Q H n H ==?=?= 4分 kJ 2.32.383324.81)(=??==≈?=nRT pV V p W g R 2分 kJ 1.302.33.33=-=+=?W Q U 2分 1-3vap K J 9.862 .383103.33?=?=?==?b m R T H T Q S 体 2分 -186.9J K R Q Q S T T ?==-=-?环环 2分 0R R G H T S Q Q ?=?-?=-= 2分 kJ 2.3-=-=-?=?-?=?R R W Q U S T U F 2分 四、（12分） 解： ∵ A A B B P x P x P ** +=总 ∴ 13 78.844 A B P P **+= 6分 1182.722 A B P P **+= 联立求解得 kPa P A 5.90=* 6分 kPa P B 9.74=* 五、（20分） 解：1．（7分） 2．

大学物理实验报告范例

怀化学院 大学物理实验实验报告 系别物信系年级2009专业电信班级09电信1班姓名张三学号09104010***组别1实验日期2009-10-20 实验项目:长度和质量的测量 【实验题目】长度和质量的测量

【实验目的】 1. 掌握米尺、游标卡尺、螺旋测微计等几种常用测长仪器的读数原理和使用方法。 2. 学会物理天平的调节使用方法，掌握测质量的方法。 3. 学会直接测量和间接测量数据的处理，会对实验结果的不确定度进行估算和分析，能正确地表示测量结果。 【实验仪器】(应记录具体型号规格等，进实验室后按实填写) 直尺(50cm)、游标卡尺(0.02mm)、螺旋测微计(0～25mm,0.01mm),物理天平(TW-1B 型，分度值0.1g ，灵敏度1div/100mg),被测物体 【实验原理】(在理解基础上，简明扼要表述原理，主要公式、重要原理图等) 一、游标卡尺 主尺分度值：x=1mm,游标卡尺分度数：n （游标的n 个小格宽度与主尺的n-1小格长度相等）,游标尺分度值： x n n 1 -（50分度卡尺为0.98mm,20分度的为：0.95mm ）,主尺分度值与游标尺分度值的差值为：n x x n n x =-- 1,即为游标卡尺的分度值。如50分度卡尺的分度值为：1/50=0.02mm,20分度的为：1/20=0.05mm 。 读数原理：如图，整毫米数L 0由主尺读取，不足1格的小数部分l ?需根据游标尺与主尺对 齐的刻线数k 和卡尺的分度值x/n 读取：n x k x n n k kx l =--=?1 读数方法（分两步）： (1)从游标零线位置读出主尺的读数.(2)根据游标尺上与主尺对齐的刻线k 读出不足一分格的小数,二者相加即为测量值.即: n x k l l l l +=?+=00,对于50分度卡尺：02.00?+=k l l ;对20分度：05.00?+=k l l 。实际读数时采取直读法读数。 二、螺旋测微器 原理：测微螺杆的螺距为，微分筒上的刻度通常为50分度。当微分筒转一周时，测微螺杆前进或后退mm ，而微分筒每转一格时，测微螺杆前进或后退50=。可见该螺旋测微器的分度值为mm ，即千分之一厘米，故亦称千分尺。 读数方法：先读主尺的毫米数（注意刻度是否露出），再看微分筒上与主尺读数准线对齐的刻线（估读一位）,乖以, 最后二者相加。 三：物理天平 天平测质量依据的是杠杆平衡原理 分度值:指针产生1格偏转所需加的砝码质量，灵敏度是分度值的倒数，即n S m =?，它表示 天平两盘中负载相差一个单位质量时，指针偏转的分格数。如果天平不等臂，会产生系统误差，消除方法：复称法，先正常称1次，再将物放在右盘、左盘放砝码称1次(此时被测质量应为砝码质量减游码读数)，则被测物体质量的修正值为：21m m m ?= 。 【实验内容与步骤】(实验内容及主要操作步骤) 1. 米尺测XX 面积：分别测量长和宽各一次。 2. 游标卡尺测圆环体积：(1)记下游标卡尺的分度值和零点误差。(2)用游标卡尺测量圆环

(word完整版)江南大学物理化学试题及答案(两份题),推荐文档

物理化学试题之一 一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内) ( )1. 下列公式中只适用于理想气体的是 A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1) C. ΔU=dT C m ,V T T 21? D. ΔH=ΔU+p ΔV ( )2. ΔH 是体系的什么 A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 ( )3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为 A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)1/2 ( ) 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 ( ) 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? ( ) 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 ( ) 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B ( ) 9. 实验测得浓度为0.200mol ·dm -3的HAc 溶液的电导率为0.07138S ·m -1，该溶液的摩尔电导率Λm (HAc)为 A. 0.3569S ·m 2 ·mol -1 B. 0.0003569S ·m 2 ·mol -1 C. 356.9S ·m 2 ·mol -1 D. 0.01428S ·m 2 ·mol -1 ( ) 10. 表面活性物质溶于水时，关于溶液的表面张力和溶液表面的描述正确的是 A. 表面张力升高，正吸附 B. 表面张力降低，正吸附 C. 表面张力升高，负吸附 D. 表面张力显著降低，正吸附 ( ) 11. 一体积的氢气在0℃，101.3kPa 下等温膨胀至原来体积的3倍，其内能变化是多

大学生物化学考试题库附有答案

大学生物化学考试题库 附有答案 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

蛋白质的二级结构内含子酶的活性部位氧化磷酸化基因组核酸的变性高能化合物反转录新陈代谢酶原的激活pI Tm 米氏常数Glycolysis β－氧化、蛋白质的四级结构增色效应米氏常数 PCR 1、蛋白质在一个较宽的生理pH范围内具有缓冲能力，是因为（） A、它们是相对分子量很大的分子 B、它们含有许多具有不同pKa值的功能基团 C、它们含有许多肽键，而肽键对于体内的H＋和OH－是不敏感的 D、它们含有许多氢键 2、下述氨基酸中，（）与茚三酮作用呈黄色斑点 A、组氨酸 B、苏氨酸 C、脯氨酸 D、精氨酸 3、在生理pH条件下，下述三肽在水中的溶解度最大的是（） A、Asp-Ser-His B、Ala-Asn-Phe C、Ala-Ile-Phe D、Ala-Ser-His 4、下列关于双螺旋DNA的结构与性质的有关叙述，除（）外都是正确的 A、A/T ＝ G/C B、AT含量为35％的DNA解链温度高于AT含量为65％的DNA C、当DNA复性时，紫外吸收值增高 D、温度升高是导致DNA变性的因素之一 5、酶能加快化学反应速度是由于下述哪种原因所致（） A、增高活化能 B、降低活化能 C、降低反应物能量水平 D、降低反应的自由能 6、E. coli DNA复制涉及除（）之外的哪些蛋白质 A、DNA聚合酶 B、RNA聚合酶 C、DNA解链蛋白 D、DNA旋转酶

7、下述DNA分子中，除（）外都具有双链结构 A、E. coli DNA B、质粒DNA C、噬菌体X174 DNA D、线粒体DNA 8、在采用链终止法测定DNA顺序时，为了获得以腺苷酸残基为末端的一组大小不同的片段，应该采用哪种双脱氧类似物（） A、5’-ddATP B、5’-ddCTP C、5’-ddGTP D、5’-ddTTP 9、催化单底物反应的酶的米氏常数（Km）是（）无答案 A、底物和酶之间的反应的平衡常数 B、给出最大反应速度的底物浓度 C、给出最大半反应速度的底物浓度 C、大致与酶催化反应的速度成比例 10、在下列转录抑制剂中，能对真核生物和原核生物的转录都有作用的是（） A、放线菌素D B、利福平 C、利链菌素 D、a－鹅膏蕈碱 11、下列氨基酸中，在水中溶解度最低的是（） A、组氨酸 B、赖氨酸 C、亮氨酸 D、苏氨酸 12、X174噬菌体基因组的大小不足以编码它的九种不同的蛋白质，但它实际 编码了这些蛋白质。这是下述哪种原因所致（） A、密码子的简并性 B、密码子重叠 C、基因重叠 D、密码子的摆动性 13、下述RNA在细胞内的含量最高的是（） A、tRNA B、rRNA C、mRNA D、hnRNA 14、用于肌肉收缩的能量主要以哪种形式贮存在组织中（） A、磷酸肌酸 B、磷酸精氨酸 C、ATP D、磷酸烯醇式丙酮酸 15、在DNA复制与DNA修复中共同出现的酶是（） A、DNA连接酶 B、RNA聚合酶 C、DNA内切酶 D、RNA外切酶

近代物理实验_思考题答案

一、 夫兰克—赫兹实验 1解释曲线I p －V G2形成的原因 答；充汞的夫兰克-赫兹管，其阴极K 被灯丝H 加热，发射电子。电子在K 和栅极G 之间被加速电压KG U 加速而获得能量，并与汞原子碰撞，栅极与板极A 之间加反向拒斥电压GA U ，只有穿过栅极后仍有较大动能的电子，才能克服拒斥电场作用，到达板极形成板流A I 。 2实验中，取不同的减速电压V p 时，曲线I p －V G2应有何变化？为什么？ 答；减速电压增大时，在相同的条件下到达极板的电子所需的动能就越大，一些在较小的拒斥电压下能到达极板的电子在拒斥电压升高后就不能到达极板了。总的来说到达极板的电子数减小，因此极板电流减小。 3实验中，取不同的灯丝电压V f 时，曲线I p －V G2应有何变化？为什么？ 答；灯丝电压变大导致灯丝实际功率变大，灯丝的温度升高，从而在其他参数不变得情况下，单位时间到达极板的电子数增加，从而极板电流增大。灯丝电压不能过高或过低。因为灯丝电压的高低，确定了阴极的工作温度，按照热电子发射的规律，影响阴极热电子的发射能力。灯丝电位低，阴极的发射电子的能力减小，使得在碰撞区与汞原子相碰撞的电子减少，从而使板极A 所检测到的电流减小，给检测带来困难，从而致使A GK I U -曲线的分辨率下降；灯丝电压高，按照上面的分析，灯丝电压的提高能提高电流的分辨率。但灯丝电压高, 致使阴极的热电子发射能力增加，同时电子的初速增大，引起逃逸电子增多，相邻峰、谷值的差值却减小了。 二、 塞曼效应 1、什么叫塞曼效应，磁场为何可使谱线分裂？ 答；若光源放在足够强的磁场中时，原来的一条光谱线分裂成几条光谱线，分裂的谱线成分是偏振的，分裂的条数随能级的类别而不同。后人称此现象为塞曼效应。原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成为原子的总磁矩。总磁矩在磁场中受到力矩的作用而绕磁场方向旋进从而可以使谱线分离 2、叙述各光学器件在实验中各起什么作用? 答；略 3、如何判断F-P 标准具已调好？ 答；实验时当眼睛上下左右移动时候，圆环无吞吐现象时说明F-P 标准具的两反射面平行了。 4、实验中如何观察和鉴别塞曼分裂谱线中的π成分和σ成分？如何观察和分辨σ成分中的左旋和右旋偏振光？ 答；沿着磁场方向观测时，M ?=+1为右旋圆偏振光，M ?=-1时为左旋偏振光。在实验中，+σ成分经四分之一玻片后，当偏振片透振方向在一、三象限时才可观察到，因此为相位差为π2的线偏振光，所以+σ成分为右旋偏振光。同理可得-σ成分为左旋偏振光。 三、核磁共振 1、 什么叫核磁共振？

近代物理实验总结

近代物理实验总结 通过这个学期的大学物理实验，我体会颇深。首先，我通过做实验了解了许多实验的基本原理和实验方法，学会了基本物理量的测量和不确定度的分析方法、基本实验仪器的使用等；其次，我已经学会了独立作实验的能力，大大提高了我的动手能力和思维能力以及基本操作与基本技能的训练，并且我也深深感受到做实验要具备科学的态度、认真态度和创造性的思维。下面就我所做的实验我作了一些总结。 一.核磁共振实验 核磁共振实验中为什么要求磁场大均匀度高的磁场?扫场线圈能否只放一个?对两个线圈的放置有什么要求？测量共振频率时交变磁场的幅度越小越好? 1, 核磁共振实验中为什么要求磁场大均匀度高的磁场? 要求磁场大是为了获得较大的核磁能级分裂。这样，根据波尔茨 曼，低能和高能的占据数（population)的“差值增大，信号增强。 均匀度高是为了提高resolution. 2. 扫场线圈能否只放一个?对两个线圈的放置有什么要求? 扫场线圈可以只放一个。若放两个，这两个线圈的放置要相互垂直， 且均垂直于外加磁场。 3. 测量共振频率时交变磁场的幅度越小越好? 不对。但是太大也不好（会有信号溢出）应该有合适的FID信号 二.密立根有实验 对油滴进行测量时，油滴有时会变模糊，为什么？如何避免测量过程丢失油滴？若油滴平很调节不好，对实验结果有何影响？为什么每测量一次tg都要对油滴进行一次平衡调节？为什么必须使油滴做匀速运动或静止？试验中如 何保证油滴在测量范围内做匀速运动？ 1、油滴模糊原因有：目镜清洁不够导致局部模糊或者是油滴的平衡没 有调节好导致速度过快 为防止测量过程中丢失油滴，油滴的速度不要太大，尽可能比较小 一些，这样虽然比较费时间，但不会出现油滴模糊或者丢失现象 2、根据实验原理可知，如果油滴平衡没有调节好，则数据必然是错误 的，结果也是错误的。因为油滴的带电量计算公式要的是平衡时的 数据 因为油滴很微小，所以不同的油滴其大小和质量都有一些差异，导 致其粘滞力和重力都会变化，因此需要重新调节平衡才可以确保实 验是在平衡条件下进行的。

福州大学历届物化试题

物理化学试卷（A ） 41. 5 分 (6698) 有一吹肥皂泡装置，下端连有一个一端通大气的 U 型水柱压力计，当肥皂泡的直径是 5×10-3 m 时，压力计水柱高度差为 2×10-3 m ，试计算该肥皂液在直径为 1×10-4 m 的毛细管中的升高值。设皂液对毛细管壁完全润湿，且密度与水相同。 41. 5 分 (6698) [答] p s = 2×2γ /R ' = ρgh γ = 0.01225 N ·m -1 (3分) h = 2γ cos θ /ρgR 2= 0.05 m (2分) 135. 5 分 (7035) 在298.15 K 时，苯蒸气在石墨上吸附服从Langmuir 吸附等温式。当苯蒸气压力为760 Pa 时，石墨表面覆盖率θ=0.5，求苯蒸气在石墨表面上的吸附系数a 。 135. 5 分 (7035) [答] 1ap ap θ= + 将θ=0.5 p =760 Pa 代入解得a =0.001 315 Pa -1 （5分） 7. 10 分 (4813) 298 K 时, 以Pt 为阳极, Fe 为阴极, 电解浓度为1 mol ·kg -1的NaCl 水溶液(活度系数为 0.66)。 设电极表面有H 2(g)不断逸出时的电流密度为0.1A ·cm -2, Pt 上逸出Cl 2(g)的超电势可近似看作零。 若Tafel 公式为 η =a+blg(j /1A ·cm -2), 且Tafel 常数 a=0.73 V, b=0.11V , φ ? (Cl 2/Cl -)=1.36 V ，请计算实际的分解电压。 7. 10 分 (4813) [答] E 理论 =φ +－φ -=[φ ? (Cl 2/Cl -)－RT F ln α (Cl -)]－[(φ? (H +/H 2)+RT F ln α (H +)) =1.36 - 0.01 - 8314298 96500 .?ln10-7 =1.76 V (3分) η阴= a + b lg j =0.73+0.11× lg0.1 =0.62 V (2分) η阳=0 (2分) E 分解 =E 理论+η阴+η阳=2.38 V (3分) 213. 10 分 (4710) 有电池Hg(l)|Hg 22+(a 1)||Hg 22+(a 1),Hg 2+(a 2)|Pt 。 (1) 写出电池反应式； (2) 计算电池的标准电动势。已知2+2Hg |Hg(l)和Hg 2+ |Hg(l)的标准电极电势分别为0.798 V 和0.854 V 。 (3) 求电池反应的平衡常数。 213. 10 分 (4710) (1) Hg(l)+Hg 2+(a 2)→Hg 22+(a 1) （3分） (2) E ? = E ? (Hg 2+|Hg 22+) –E ? (Hg 22+|Hg) E ? (Hg 2+|Hg 22+) = 2E ? (Hg 2+|Hg) –E ? (Hg 22+|Hg)=(2×0.854 – 0.798) V= 0.910 V

大学-物理化学试题及答案

物理化学试题 2分，共32分） 1、用Ag 电极电解AgNO 3溶液，在一定温度和外加压力下，用希托夫法测定AgNO 3水溶液通电一定时间后，阴极区Ag +量减少了0.605g ，阴极析出Ag 为1.15g ，则Ag +的迁移数为：（ ） a 0.474 b 0.526 c 0.516 d 0.484 2、用Pt 电极电解CuSO 4溶液，通过的电流为20A ，经过15min 后，在阴极上析出铜为：（ ） a 5.9克 b 2.95克 c 11.8克 d 8.2克 3、描述电极上通过的电量与已发生电极反应的物质的量之间关系的是（ ） a 欧姆（Ohm ）定律 b 法拉第（Faraday ）定律 c 离子独立运动定律 d 能斯特（Nernst ）定律 4、用同一电导池分别测定浓度为0.01mol.m -3和0.1 mol.m -3的不同电解质溶液,电阻分别为1000Ω及500Ω,则其摩尔电导之比（ ） a 5:1 b 1:5 c 1：20 d 20：1 5、某反应速率常数k 为0.107min -1,则反应物浓度从1.0mol.L-1变到0.7 mol.L -1和浓度从0.01mol.L -1变到0.007mol.L -1所需时间的比值为（ ） a 10 b 100 c 1 d 0.01 6、0.1mol/kg 的CaCl 2水溶液其平均活度系数γ±=0.219，则离子平均活度α±为（ ） a 4 10476.3-? b 2 10964.6-? c 2 10 476.3-? d 2 10386.1-?

7、某化学反应其反应物消耗43所需的时间是它消耗掉21 所需时间的2倍,则反 应的级数为（ ） a 零级 b 三级 c 二级 d 一级 8、已知25℃时NH 4Cl 、NaOH 、NaCl 的无限稀摩尔电导分别为： 12122210265.110487.210499.1-----??Ω???mol m 、、。则NH 4OH 的无限稀时的摩尔电 导：（ ） a 277.0121210---?Ω?mol m b 251.5121210---?Ω?mol m c 253.2121210---?Ω?mol m d 721.21 21210---?Ω?mol m 9、.当表面活性剂加入到溶剂中产生的结果是：（ ） a 表面张力降低、产生正吸附； b 表面张力上升、产生负吸附； c 表面张力降低、产生负吸附； d 表面张力上升、产生正吸附； 10、在水平放置的玻璃毛细管中注入少许水（水润湿玻璃），在毛细管中水平水柱的两端呈凹液面，当在右端水凹面处加热，毛细管中的水向何端移动？（ ） a 向右移动； b 向左移动； c 不动； d 难以确定。 11、某反应的速度常数为4.62ⅹ10-2min -1,若其反应物的初始浓度为0.1mol.L -1,则反应的半衰期t 1/2为（ ） a 216min b 30min c 15min d 1.08min 12、若某反应的活化能为80kJ ·mol -1, 则反应温度由20℃增加到30℃时, 其反应速度常数约为原来的（） a 2倍 b 5倍 c 4倍 d 3倍 13、胶体粒子处于等电态时，电泳电渗的速率：（ ） a 必然为零 b 一定增加 c 一定减少 d 无法确定 14、已知某复合反应的反应历程为 A B ；B + D k 2 ? →?Z 则 B 的浓度随时间的变化率 d d B c t 是：（ ）。

近代物理实验习题答案

《 近代物理实验》练习题参考答案一、填空 1、 核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的射线、射线和中子。因为这些粒子的尺度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。 2、探测器的能量分辨率是指探测器对于能量很接近的辐射粒子加以区分的能力。用百分比表示的能量分辨率定义为： ％峰位置的脉冲幅度宽度最大计数值一半处的全 1000V V R 。能量分辨率值越小，分辨能 力越强。 3、射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。其中激发的方式有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。 4、对于不同的原子，原子核的质量 不同而使得里德伯常量值发生变化。 5、汞的谱线的塞曼分裂是 反常塞曼效应。6、由于氢与氘的 能级有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。 7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置 1/4波片的目的是将圆偏振光变为线偏振光 。8、射线探测器主要分“径迹型”和“信号型”两大类。径迹型探测器能给出粒子运动的轨迹，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气

泡室、火花室等。这些探测器大多用于高能核物理实验。信号型探测器则当一个辐射粒子到达时给出一个信号。根据工作原理的不同又可以分成气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器三种，这是我们在低能核物理实验中最常用的探测器。 9、测定氢、氘谱线波长时，是把氢、氘光谱与铁光谱拍摄到同一光谱底 片上，利用 线性插值法来进行测量。 10、在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。 11、原子光谱是线状光谱。 12、原子的不同能级的总角动量量子数J不同，分裂的子能级的数量也不同。 13、盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和 ②卤素管两大类。坪特性是评价盖革－弥勒计数管的重要特性指标。包 括起始电压、坪长、坪斜等。一只好的计数管，其坪长不能过短，对于 ③有机管，其坪长不能低于150伏，对于④卤素管，其坪长不能低于50伏。坪斜应在⑤每伏___以下。计数管工作时工作点应选在坪区的⑥左 1/3-1/2__处。 14、由于光栅摄谱仪的色散接近线性，所以可以使用线性插值法测量光谱线波长。 15、必须把光源放在足够强磁场中，才能产生塞曼分裂。 二、简答题 1.如何区分盖革－弥勒计数管的正负极？

南京大学近代物理实验2017版

南京大学近代物理实验2017版 篇一：南京大学-法拉第效应 法拉第效应 (南京大学物理学院江苏南京 210000) 摘要：平面偏振光穿过介质时，如果在介质中沿光的传播方向加上一个磁场，就会观察到光经过样品后光的振动面转过一个角度，也就是磁场使介质具有了旋光性，这种现象称为法拉第效应。本实验通过测量不同磁场下的法拉第转角，计算出介质的费尔德常数。 关键词：法拉第效应；法拉第转角；费尔德常数；旋光性 一、实验目的 1.了解法拉第效应的经典理论。 2.初步掌握进行磁光测量的方法。 二、实验原理 1.法拉第效应 实验表明，偏振面的磁致偏转可以这样定量描述：当磁场不是很强时，振动面旋转的角度θF与光波在介质中走过的路程l及介质中的磁感应强度在光的传播方向上的分量BH成正比，这个规律又叫法拉第_费尔得定律。 (1) 比例系数V由物质和工作波长决定，表征着物质的磁光特性，这个系数称为费尔得(Verdet)常数，它与光频和温度有关。几乎所有的

物质(包括气体液体固体)都有法拉第效应，但一般都很不显著。不同物质的振动面旋转的方向可能不同。一般规定：旋转方向与产生磁场的螺线管中电流方向一致的，叫正旋（V>0），反之叫负旋（V篇二：法拉第效应南京大学 法拉第效应 引言 1845年，英国科学家法拉第在探究电磁现象和光学现象之间的关系时发现：当一束平面偏振光穿过介质时，如果在介质中沿光的传播方向加上一个磁场，就会观察到光经过样品后光的振动面转过一个角度，也即磁场使介质居于了旋光性，这种现象后来就称为法拉第效应。 法拉第效应有许多方面的应用，它可以作为物质结构研究的手段，如根据结构不同的碳氢化合物其法拉第效应的表现不同来分析碳氢化合物导体物理的研究中，它可以用来测量载流子得得有效质量、迁移率和提供能带结构的信息；在激光技术中，利用法拉第效应的特性，制成了光波隔离、光频环形器、调制器等；在磁学测量方面，可以利用法拉第效应测量脉冲磁场。 实验原理 1.法拉第效应 实验表明，偏振面的磁致偏转可以这样定量描述：当磁场不是很强时，振动面旋转的角度θF与光波在介质中走过的路程l及磁感应强度在光的传播方向上的分量BH成正比，这个规律又叫法拉第—费

最新大学-物理化学试题及答案

大学-物理化学试题及 答案

物理化学试题 一、单选题 （每题2分，共32分） 1、用Ag 电极电解AgNO 3溶液，在一定温度和外加压力下，用希托夫法测定AgNO 3水溶液通电一定时间后，阴极区Ag +量减少了0.605g ，阴极析出Ag 为1.15g ，则Ag +的迁移数为：（ ） a 0.474 b 0.526 c 0.516 d 0.484 2、用Pt 电极电解CuSO 4溶液，通过的电流为20A ，经过15min 后，在阴极上析出铜为：（ ） a 5.9克 b 2.95克 c 11.8克 d 8.2克 3、描述电极上通过的电量与已发生电极反应的物质的量之间关系的是（ ） a 欧姆（Ohm ）定律 b 法拉第（Faraday ）定律 c 离子独立运动定律 d 能斯特（Nernst ）定律 4、用同一电导池分别测定浓度为0.01mol.m -3和0.1 mol.m -3的不同电解质溶液,电阻分别为1000Ω及500Ω,则其摩尔电导之比（ ） a 5:1 b 1:5 c 1：20 d 20：1 5、某反应速率常数k 为0.107min -1,则反应物浓度从1.0mol.L-1变到0.7 mol.L -1和浓度从0.01mol.L -1变到0.007mol.L -1所需时间的比值为（ ） a 10 b 100 c 1 d 0.01 6、0.1mol/kg 的CaCl 2水溶液其平均活度系数γ±=0.219，则离子平均活度α±为（ ） a 4 10476.3-? b 2 10964.6-? c 2 10 476.3-? d 2 10386.1-?

7、某化学反应其反应物消耗43所需的时间是它消耗掉21 所需时间的2倍,则反 应的级数为（ ） a 零级 b 三级 c 二级 d 一级 8、已知25℃时NH 4Cl 、NaOH 、NaCl 的无限稀摩尔电导分别为： 12122210265.110487.210499.1-----??Ω???mol m 、、。则NH 4OH 的无限稀时的摩尔 电导：（ ） a 277.0121210---?Ω?mol m b 251.5121210---?Ω?mol m c 253.2121210---?Ω?mol m d 721.21 21210---?Ω?mol m 9、.当表面活性剂加入到溶剂中产生的结果是：（ ） a 表面张力降低、产生正吸附； b 表面张力上升、产生负吸附； c 表面张力降低、产生负吸附； d 表面张力上升、产生正吸附； 10、在水平放置的玻璃毛细管中注入少许水（水润湿玻璃），在毛细管中水平水柱的两端呈凹液面，当在右端水凹面处加热，毛细管中的水向何端移动？（ ） a 向右移动； b 向左移动； c 不动； d 难以确定。 11、某反应的速度常数为4.62ⅹ10-2min -1,若其反应物的初始浓度为0.1mol.L -1,则反应的半衰期t 1/2为（ ） a 216min b 30min c 15min d 1.08min 12、若某反应的活化能为80kJ ·mol -1, 则反应温度由20℃增加到30℃时, 其反应速度常数约为原来的（） a 2倍 b 5倍 c 4倍 d 3倍 13、胶体粒子处于等电态时，电泳电渗的速率：（ ） a 必然为零 b 一定增加 c 一定减少 d 无法确定

大学物理化学试题及答案

物理化学 试卷一 一、选择题 ( 共15题 30分 ) 1. 下列诸过程可应用公式 dU = (Cp- nR)dT进行计算的是： ( C ) (A) 实际气体等压可逆冷却 (B) 恒容搅拌某液体以升高温度 (C) 理想气体绝热可逆膨胀 (D) 量热弹中的燃烧过程 2. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程： ( B ) (A) 可以从同一始态出发达到同一终态因为绝热可逆ΔS = 0 (B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态绝热不可逆S > 0 (C) 不能断定 (A)、(B) 中哪一种正确所以状态函数 S 不同 (D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定故终态不能相同 3. 理想气体等温过程的ΔF。 ( C ) (A)>ΔG (B) <ΔG (C) =ΔG (D) 不能确定 4. 下列函数中为强度性质的是： ( C ) (A) S (B) (G/p)T (C) (U/V)T 容量性质除以容量性质为强度性质 (D) CV 5. 273 K，10p下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为μ(l) 和μ(s)，两者的关系为：( C ) (A) μ(l) >μ(s) (B) μ(l) = μ(s) (C) μ(l) < μ(s) (D) 不能确定

6. 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。经历若干

时间后，两杯液面的高度将是(μ(纯水)>μ(糖水中水) ,水从(B) 杯向(A) 杯转移 ) ( A ) (A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯 (C) A 杯低于 B 杯 (D) 视温度而定 7. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为： ( D ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 * Φ=C+2-f=2+2-0=4 8. 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( C ) (A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 * S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2 f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。 9. 已知 A 和 B 可构成固溶体，在 A 中，若加入 B 可使 A 的熔点提高，则B 在此固溶体中的含量必 _______ B 在液相中的含量。 ( A ) (A) 大于 (B) 小于 (C) 等于 (D)不能确定 10. 已知反应 2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为： ( C ) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 K (D) 1 * $p(2) = [K $p(1)]= (0.25)= 2 11. 若 298 K 时，反应 N2O4(g) ＝ 2NO2(g) 的 K $p= 0.1132，则： (1) 当 p (N2O4) = p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 _____( B )_____； (2) 当 p (N2O4) = 10 kPa，p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 ____( A )____ 。

大学物理实验报告范例

怀化学院 大学物理实验实验报告系别数学系年级2010专业信息与计算班级10信计3班姓名张三学号**组别1实验日期2011-4-10 实验项目:验证牛顿第二定律

1.气垫导轨的水平调节 可用静态调平法或动态调平法，使汽垫导轨保持水平。静态调平法：将滑块在汽垫上静止释放，调节导轨调平螺钉，使滑块保持不动或稍微左右摆动，而无定向运动，即可认为导轨已调平。 2.练习测量速度。 计时测速仪功能设在“计时2”，让滑块在汽垫上以一定的速度通过两个光电门，练习测量速度。 3.练习测量加速度 计时测速仪功能设在“加速度”，在砝码盘上依次加砝码，拖动滑块在汽垫上作匀加速运动，练习测量加速度。 4.验证牛顿第二定律 （1）验证质量不变时，加速度与合外力成正比。 用电子天平称出滑块质量滑块m ，测速仪功能选“加速度”， 按上图所示放置滑块，并在滑块上加4个砝码(每个砝码及砝码盘质量均为5g)，将滑块移至远离滑轮一端，使其从静止开始作匀加速运动，记录通过两个光电门之间的加速度。再将滑块上的4个砝码分四次从滑块上移至砝码盘上，重复上述步骤。 （2）验证合外力不变时，加速度与质量成反比。 计时计数测速仪功能设定在“加速度”档。在砝码盘上放一个砝码（即 g m 102=），测量滑块由静止作匀加速运动时的加速度。再将四个配重块(每个配重 块的质量均为m ′=50g)逐次加在滑块上，分别测量出对应的加速度。 【数据处理】 (数据不必在报告里再抄写一遍，要有主要的处理过程和计算公式，要求用作图法处理的应附坐标纸作图或计算机打印的作图) 1、由数据记录表3，可得到a 与F 的关系如下： 由上图可以看出，a 与F 成线性关系，且直线近似过原点。 上图中直线斜率的倒数表示质量，M=1/=172克，与实际值M=165克的相对误差： %2.4165 165 172=- 可以认为，质量不变时，在误差范围内加速度与合外力成正比。

大学《物理化学》下学期试题及答案

大学《物理化学》下学期试题及答案2009-2010学年物理化学（下）复习讲义 【电化学纲要】 一、重要概念 阳极、阴极，正极、负极，原电池，电解池，电导，比电导，（无限稀释时）摩尔电导 率，迁移数，可逆电池，电池的电动势，电池反应的写法，分解电压，标准电极电位、电极 的类型、析出电位，电极极化，过电位，电极反应的次序二、重要定律与公式 1．电解质部分 （1）法拉第定律： （2）电导，电导率，摩尔电导率，摩尔电导率与浓度关系：稀的强电解质（3）离子独立定律：无限稀释溶液，电解质（4）电导应用： i. 计算弱电解质的解离度和解离常数 ii. 计算难溶盐的溶解度 （5）平均活度及活度系数：电解质 （6）德拜-许克尔公式： 2. 原电池 （1）热力学 G= -zFE S= -（,G/, T）

= zF （, E/, T） pp H = G + T S = -zFE +zFT （, E/, T） p Q = T S =zFT （, E/, T） irp （2）能斯特方程 G =zFE= -RTlnK rm （3）电极电势，电池的电动势 E = E- E，电池的写法， + -三、关键的计算题类型 1．电解质溶液部分 由摩尔电导率计算解离率和解离平衡常数相关的题型。 2．给出电池，写出电极反应及计算电池反应热力学基本函数。这一类型相对容易。 3．给出反应，设计电池并计算电池反应热力学基本函数。 4．给出二个反应的基本量或若干个电极的电极电池，求相关反应的电动势或热力学量。这类题比较综合。 【化学动力学纲要】 一、主要概念 反应速率，依时计量学反应，(非依时计量学反应，)消耗速率，生成速率，基元反应，非基元反应，质量作用定律，级数，总级数，（基元反应的）反应分子数，速率方程，半衰

武汉大学物理化学期末试题题库剖析

一、选择题 ( 共 3题 15分 ) 1. 5 分 (3611) 3611 H 2S 2O 8可由电解法制取，阳极反应为：2H 2SO 4 → H 2S 2O 8 + 2H + + 2e - ，阳极副反应为O 2的析出。阴极析氢效率为100%，已知电解产生H 2，O 2的气体体积分别为9.0 L 和2.24 L （标准态下），则生成H 2S 2O 8的物质的量为： （ ） (A) 0.1 mol (B) 0.2 mol (C) 0.3 mol (D) 0.4 mol 2. 5 分 (7149) 7149 试由管孝男速率方程式 d θ /d t ＝ k a p θ -μ －k d θ γ 导出弗伦德利希吸附等温式 V =k p 1/ n 式中 n ＝μ＋γ 3. 5 分 (7150) 7150 试由叶洛维奇速率方程式 d θ /d t ＝k a p e － g θ －k d e h θ 导出 乔姆金吸附等温式 θ ＝1/α ln(A 0p ) 式中 α =g +h ， A 0=k a /k d 二、填空题 ( 共 7题 35分 ) 4. 5 分 (4453) 4453 可将反应 Ag ++ Cl -─→ AgCl(s) 设计成电池为 。 已知 25℃时电池的 E ?= 0.576 V ，则电池反应的 ?r G m $ (298.15 K) = ， AgCl(s) 的活度积 K sp = ，电池反应达平衡时，电动势 E 等于 ______ 。 5. 5 分 (5841) 5841 反应 A + 2B → P 的反应机理如下∶ A + B 11 k k - C ， C + B 2k ??→P 其中 A ，B 为反应物，P 为产物，C 为高活性中间物，则： d c p /d t = ，在 ______________ 条件下，总反应表现为二级。 6. 5 分 (7652) 7652 用渗透压法测大分子化合物的摩尔质量属于 _____ 均摩尔质量；用光散射法得到的 摩尔质量属于 ____ 均摩尔质量；沉降速度法得到 _____ 均摩尔质量；粘度法测得的 称为粘均摩尔质量，一般近似地认为它属于 ____ 均摩尔质量。 请填：(A) 质均 (B) 数均 (C) Ｚ均 或 (D) 平均 7. 5 分 (4860) 4860