Ch6-3[1].解答：非相干与相干

Analog Modulation

10
• 最大调制效率：1/3
载波抑制双边带调幅DSB_SC
Double-Sideband Suppressed-Carrier AM
• DSB时域表达式 S DSB (t ) m(t ) cos ( wct θc ) S (t ) f (t ) • 调制框图：
DSB
cos( ( wc t )
–滤波器：
1 上边带 HUSB ( w) 0 H SSB ( w) 下边带 H ( w) 0 LSB 1
| w | wc | w | wc | w | wc | w | wc
13
SSB Modulation
• 多级调制(滤波器过渡带)
2
Analog modulation
信源信源编码信道编码调制发射传输媒质信宿信源解码信道译码解调接收
• 为什么要调制
–1.无线传输中，通过调制将基带信号频谱搬移到高频，有利于天线辐射接收； – 2.可以实现频分复用； –3.扩展传输带宽，提高系统传输性能 – Frequency F t translation l ti from f lowpass l to t passband b d – Frequency-division multiplexing – Increasing I i noise i and d interference i t f immunity i it
• 解调---相干解调
S DSB (t )
载波恢复 LPF
km(t )
11
cos(wct c )
Spectrum of DSB_SC
• 频域分析
– 确知信号： – 随机信号：
S DSB ( ) 1 1 M ( c ) M ( c ) 2 2 1 1 PDSB ( ) Ps ( c ) Ps ( c ) 4 4

物理实验技术中的光学相干与非相干测量方法

物理实验技术中的光学相干与非相干测量方法在物理实验技术中，光学相干与非相干测量方法是常见且重要的技术手段。

光学相干测量是指利用光学相干性进行测量的一种方法，而非相干测量则是利用光的非相干性进行测量的方法。

首先，我们来探讨一下光学相干测量。

光学相干性是指两束光的相位差在某一范围内的时空内相对稳定，即相位差保持一定的关系。

利用光学相干测量方法可以实现高精度的测量。

其中，常用的光学相干测量技术包括干涉测量和干涉计量。

干涉测量是利用光学干涉现象对被测量物进行测量，常见的应用有干涉仪、干涉光栅等。

干涉计量则是通过测量两束光的相位差来获得被测量物的信息，常见的应用有激光测距仪、光学时间域反射计等。

光学相干测量方法具有高精度、高分辨率等特点，广泛应用于科研、工业、医学等领域。

例如，在医学中，光学相干断层扫描技术（OCT）可以实现对生物组织的非侵入性显微成像，有助于早期疾病的诊断与治疗。

而在工业中，光学相干测量方法可以用于表面形貌检测、薄膜厚度测量等领域。

与光学相干测量相反，非相干测量则是利用光的非相干性进行测量的方法。

非相干测量方法简单、实用，常见的应用有照明测量、颜色测量等。

例如，我们经常使用的光源就是非相干光源，可以通过测量非相干光源的亮度和颜色来实现对照明质量的评估。

另外，非相干测量方法还广泛应用于光学通信、图像处理等方面。

总结起来，物理实验技术中的光学相干与非相干测量方法是进行精密测量和实验研究的重要手段之一。

它们在不同领域有着广泛的应用，为科学研究和工程实践提供了有效的工具。

通过不断创新和发展，相信在未来，光学相干与非相干测量方法将进一步拓展应用领域，并为更多领域的发展做出贡献。

材料分析方法之课后习题答案

材料结构显微分析内部资料姓名：版权所有翻版必究编号：绝密文件目录第一章材料X射线衍射分析----------------------------------------------------------------------------1 第二章X射线衍射方向----------------------------------------------------------------------------------1 第三章X射线衍射强度----------------------------------------------------------------------------------2 第四章多晶体分析方法----------------------------------------------------------------------------------3 第八章电子光学基础-------------------------------------------------------------------------------------4 第九章透射电子显微镜----------------------------------------------------------------------------------5 第十章电子衍射-------------------------------------------------------------------------------------------7 第十一章晶体薄膜衍衬成像分析----------------------------------------------------------------------8 第十三章扫描电子显微镜-------------------------------------------------------------------------------10 第十五章电子探针显微分析----------------------------------------------------------------------------10第一章X 射线物理学基础2、若X 射线管的额定功率为1.5KW，在管电压为35KV 时，容许的最大电流是多少？答：1.5KW/35KV=0.043Å4、为使Cu 靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。

通信原理习题讲解

复习CH51．一个频带限制在0到m f 以内的低通信号m(t)，用s f 速率进行理想抽样，m s f f 2≥，若要不失真的恢复m(t)，低通滤波器带宽Ｂ与m f 和s f 的关系应满足：。

A ．m fB ≥ B ．m m s f B f f ≥≥-C ．m s f B f ≥≥D ．m f B 2≥2．设x(t)为调制信号，调频波的表示式为：))(cos(⎰∞-+tf c d x k t ττω，则FM 调制方式的瞬时相位偏差为：A ．()t x k fB ．⎰∞-+t f c d x k t ττω)(C ．()t x k t f c +ωD ．⎰∞-t f d x k ττ)(3．以奈奎斯特速率进行抽样得到的以下抽样信号，仅用理想低通滤波器不可能将原始信号恢复出来的是。

A ．自然抽样B ．瞬时抽样C ．理想抽样D ．平顶抽样4．将5路频率范围为0.3KHz —4KHz 的话音信号用FDM 方法传输。

当采用AM 调制方式时最小传输带宽为，采用SSB 调制时的最小传输带宽为。

CH61．在“0”、“1”等概率出现情况下，包含直流成分的码是：A ．HDB3码B ．单极性归零码C ．双极性归零码D ．AMI 码2． HDB3码中连零数最多有个。

A ．3B ．2C ．43．在“0”、“1”等概率出现情况下，以下哪种码能够直接提取位同步信号。

A ．单极性不归零码B ．双极性归零码C ．单极性归零码D ．双极性不归零码4．线路编码中的AMI 码解决了问题，但没有解决问题。

A ．码间干扰，噪声B ．误码率，误差传播C ．长连1，长连0D ．长连0，误码率5．如果采用理想低通传输特性，则PCM 信号所需的最小传输带宽是。

A. 16KHz B . 32KHz C. 64KHz D.128KHz6．选用_______传输形式，系统的频带利用率最高。

A ．理想低通B ．余弦滚降C ．直线滚降D ．升余弦7．为了使基带脉冲传输获得足够小的误码率，必须最大限度的减少。

物理学教程上册课后答案第六章

第六章机械波6-1 图（a ）表示t ＝0 时的简谐波的波形图，波沿x 轴正方向传播，图（b ）为一质点的振动曲线．则图（a ）中所表示的x ＝0 处振动的初相位与图（b ）所表示的振动的初相位分别为（）题6-1 图（Ａ）均为零（Ｂ）均为2π （Ｃ）均为2π- （Ｄ） 2π 与2π- （Ｅ） 2π-与2π 分析与解本题给了两个很相似的曲线图，但本质却完全不同．求解本题要弄清振动图和波形图不同的物理意义．图（a ）描述的是连续介质中沿波线上许许多多质点振动在t 时刻的位移状态．其中原点处质点位移为零，其运动方向由图中波形状态和波的传播方向可以知道是沿y 轴负向，利用旋转矢量法可以方便的求出该质点振动的初相位为π/2．而图（b ）是一个质点的振动曲线图，该质点在t ＝0 时位移为0，t ＞0 时，由曲线形状可知，质点向y 轴正向运动，故由旋转矢量法可判知初相位为－π/2，答案为（D ）． 6-2 一横波以速度u 沿x 轴负方向传播，t 时刻波形曲线如图（a ）所示，则该时刻（）（A ）A 点相位为 π （B ）B 点静止不动（C ）C 点相位为2π3 （D ）D 点向上运动分析与解由波形曲线可知，波沿x 轴负向传播，B 、D 处质点均向y 轴负方向运动，且B 处质点在运动速度最快的位置. 因此答案（B ）和（D ）不对. A 处质点位于正最大位移处，C 处质点位于平衡位置且向y 轴正方向运动，它们的旋转矢量图如图（b ）所示.A 、C 点的相位分别为0和2π3.故答案为（C ）题 6-2 图6-3 如图所示，两列波长为λ的相干波在点P 相遇．波在点S 1 振动的初相是φ1 ，点S 1 到点P 的距离是r 1 ．波在点S 2的初相是φ2 ，点S 2 到点P 的距离是r 2 ，以k 代表零或正、负整数，则点P 是干涉极大的条件为（）()()()()()()π2/π2A π2/π2A π2A πA 211212121212k r r k r r k k r r =-+-=-+-=-=-λϕϕλϕϕϕϕ 分析与解 P 是干涉极大的条件为两分振动的相位差π2Δk =，而两列波传到P 点时的两分振动相位差为()λϕϕϕ/π2Δ1212r r ---=，故选项（D ）正确．题6-3 图6-4 在波长为λ的驻波中，两个相邻波腹之间的距离为（）（A ） 4λ （B ） 2λ（C ） 43λ （D ） λ分析与解驻波方程为t λx A y v π2cos π2cos 2=，它不是真正的波.其中λx A π2cos 2是其波线上各点振动的振幅.显然，当Λ,2,1,0,2=±=k k x λ时，振幅极大，称为驻波的波腹.因此，相邻波腹间距离为2λ.正确答案为（B ）．6-5 一横波在沿绳子传播时的波动方程为()x y ππ5.2cos 20.0-=，式中y 的单位为m ，t 的单位为s ．（1）求波的振幅、波速、频率及波长；（2）求绳上质点振动时的最大速度；（3）分别画出t ＝1s 和t ＝2 s 时的波形，并指出波峰和波谷．画出x ＝ｍ处质点的振动曲线并讨论其与波形图的不同．分析（1）已知波动方程（又称波函数）求波动的特征量（波速u 、频率?、振幅A 及波长λ等），通常采用比较法．将已知的波动方程按波动方程的一般形式⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛=0cos ϕωu x t A y μ书写，然后通过比较确定各特征量（式中ux 前“-”、“+”的选取分别对应波沿x 轴正向和负向传播）．比较法思路清晰、求解简便，是一种常用的解题方法．（2）讨论波动问题，要理解振动物理量与波动物理量之间的内在联系与区别．例如区分质点的振动速度与波速的不同，振动速度是质点的运动速度，即v ＝d y /d t ；而波速是波线上质点运动状态的传播速度（也称相位的传播速度、波形的传播速度或能量的传播速度），其大小由介质的性质决定．介质不变，波速保持恒定．（3）将不同时刻的t 值代入已知波动方程，便可以得到不同时刻的波形方程y ＝y （x ），从而作出波形图．而将确定的x 值代入波动方程，便可以得到该位置处质点的运动方程y ＝y （t ），从而作出振动图．解（1）将已知波动方程表示为()[]()m 5.2/π5.2cos 20.0x t y -=与一般表达式()[]0cos ϕω+-=u x t A y /比较，可得0s m 52m 20001=⋅==-ϕ,.,.u A则 m 0.2/,Hz 25.1π2/====v u λωv（2）绳上质点的振动速度 ()[]()1s m 5.2/π5.2sin π5.0d /d -⋅--==x t t y v 则 1max s m 57.1-⋅=v（3） t ＝1ｓ和t ＝2ｓ时的波形方程分别为()()()()m ππ5cos 20.0m ππ5.2cos 20.021x y x y -=-=波形图如图（a ）所示． x ＝处质点的运动方程为()()m π5.2cos 20.0t y -=振动图线如图（b ）所示．波形图与振动图虽在图形上相似，但却有着本质的区别．前者表示某确定时刻波线上所有质点的位移情况，而后者则表示某确定位置的一个质点，其位移随时间变化的情况．题6-5 图6-6 波源作简谐运动，其运动方程为()m t πcos240100.43-⨯=y ，它所形成的波形以30ｍ·ｓ-1 的速度沿一直线传播．（1）求波的周期及波长；（2）写出波动方程．分析已知波源运动方程求波动物理量及波动方程，可先将运动方程与其一般形式进行比较，求出振幅A 、角频率ω及初相φ0 ，而这三个物理量与波动方程的一般形式()[]0cos ϕω+-=u x t A y /中相应的三个物理量是相同的．再利用题中已知的波速u 及公式ω＝2πν ＝2π／T 和λ＝u T 即可求解．解（1）由已知的运动方程可知，质点振动的角频率1s π240-=ω．根据分析中所述，波的周期就是振动的周期，故有 s 1033.8/π23-⨯==ωT波长为λ＝uT ＝ｍ（２）将已知的波源运动方程与简谐运动方程的一般形式比较后可得A ＝ ×10-3m ，1s π240-=ω，φ0 ＝0故以波源为原点，沿x 轴正向传播的波的波动方程为()[]()()m π8π240cos 100.4/cos 30x t u x t ωA y -⨯=+-=- 6-7 波源作简谐运动，周期为ｓ，若该振动以100m·ｓ-1 的速度沿直线传播，设t ＝0时，波源处的质点经平衡位置向正方向运动，求：（1）距波源ｍ和 m 两处质点的运动方程和初相；（2）距波源为 m 和的两质点间的相位差．分析（1）根据题意先设法写出波动方程，然后代入确定点处的坐标，即得到质点的运动方程．并可求得振动的初相．（2）波的传播也可以看成是相位的传播．由波长λ的物理含意，可知波线上任两点间的相位差为Δφ＝2πΔx ／λ．解（1）由题给条件1s m 100s 020-⋅==u T ,.，可得m 2;s m π100/π21==⋅==-uT λT ω当t ＝0 时，波源质点经平衡位置向正方向运动，因而由旋转矢量法可得该质点的初相为φ0 ＝－π／2（或3π／2）．若以波源为坐标原点，则波动方程为()[]2/π100π100cos --=x/t A y距波源为x 1 ＝ m 和x 2 ＝ m 处质点的运动方程分别为()()π5.5t π100cos π15.5t π100cos 21-=-=A y A y它们的初相分别为φ10 ＝－π和φ20 ＝－π（若波源初相取φ0＝3π/2，则初相φ10 ＝－π，φ20 ＝－π．）（2）距波源和 m 两点间的相位差()π/π2Δ1212=-=-=λϕϕϕx x6-8 图示为平面简谐波在t ＝0 时的波形图，设此简谐波的频率为250Hz ，且此时图中质点P 的运动方向向上．求：（1）该波的波动方程；（2）在距原点O 为 m 处质点的运动方程与t ＝0 时该点的振动速度．分析（1）从波形曲线图获取波的特征量，从而写出波动方程是建立波动方程的又一途径．具体步骤为：1. 从波形图得出波长λ、振幅A 和波速u ＝λ?；2. 根据点P 的运动趋势来判断波的传播方向，从而可确定原点处质点的运动趋向，并利用旋转矢量法确定其初相φ0 ．（2）在波动方程确定后，即可得到波线上距原点O 为x 处的运动方程y ＝y （t ），及该质点的振动速度?＝d y /d t ．解（1）从图中得知，波的振幅A ＝ m ，波长λ＝，则波速u ＝λ?＝ ×103 ｍ·ｓ-1．根据t ＝0 时点P 向上运动，可知波沿Ox 轴负向传播，并判定此时位于原点处的质点将沿Oy 轴负方向运动．利用旋转矢量法可得其初相φ0 ＝π/3．故波动方程为 ()[]()[]()m 3/π5000/π500cos 10.0/cos 0++=++=x t u x t A y ϕω（2）距原点O 为x ＝ｍ处质点的运动方程为 ()()m 12π13π5000.10cos y /t +=t ＝0 时该点的振动速度为 ()-10s m 40.6/12π13sin π50/d d ⋅=-===t t y v题6-8 图6-9 一平面简谐波以速度1s m 08.0-⋅=u 沿Ox 轴正向传播，图示为其在t ＝0 时刻的波形图，求（1）该波的波动方程；（2）P 处质点的运动方程．题6-9 图分析（1）根据波形图可得到波的波长λ、振幅A 和波速u ，因此只要求初相φ，即可写出波动方程．而由图可知t ＝0 时，x ＝0 处质点在平衡位置处，且由波的传播方向可以判断出该质点向y 轴正向运动，利用旋转矢量法可知φ＝－π/2．（2）波动方程确定后，将P 处质点的坐标x 代入波动方程即可求出其运动方程y P ＝y P （t ）．解（1）由图可知振幅A ＝ｍ，波长λ＝ｍ，波速u ＝ｍ·ｓ-1，则ω＝2π/T ＝2πu /λ＝（2π/5）ｓ-1 ，根据分析已知φ＝－π/2，因此波动方程为 ()m 2π08.05π20.04cos y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=x t（2）距原点O 为x ＝ｍ处的P 点运动方程为 ()m 2π52π0.04cos y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+= *6-10 一平面简谐波，波长为12 m ，沿O x 轴负向传播．图（a ）所示为x ＝ m 处质点的振动曲线，求此波的波动方程．题6-10图分析该题可利用振动曲线来获取波动的特征量，从而建立波动方程．求解的关键是如何根据图（a ）写出它所对应的运动方程．较简便的方法是旋转矢量法．解由图（a ）可知质点振动的振幅A ＝ｍ，t ＝0 时位于x ＝ m 处的质点在A /2 处并向Oy 轴正向移动．据此作出相应的旋转矢量图（b ），从图中可知3/π0-='ϕ．又由图（a ）可知，t ＝5 s 时，质点第一次回到平衡位置，由图（b ）可看出ωt ＝5π／6，因而得角频率ω＝（π/6）．由上述特征量可写出x ＝ m 处质点的运动方程为 ()m 3π6π0.04cos y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=t 将波速1s m 0.1π2//-⋅===ωλT λu 及x ＝ m 代入波动方程的一般形式()[]0cos ϕω++=u x t A y /中，并与上述x ＝ m 处的运动方程作比较，可得φ0＝－π／2，则波动方程为()()m 2π10/6π0.04cos ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=x t y6-11 平面简谐波的波动方程为()x t y π2π4cos 08.0-=,式中y 和x 的单位为m ，t 的单位为s,求：（1） t ＝ s 时波源及距波源两处的相位；（2）离波源 m 及 m 两处的相位差．解（1）将t ＝ s 和x ＝0 代入题给波动方程，可得波源处的相位π4.81=ϕ将t ＝ s 和x ′＝ m 代入题给波动方程，得 m 处的相位为π2.82=ϕ（2）从波动方程可知波长λ＝ m ．这样，x 1＝ m 与x 2＝ m 两点间的相位差πΔπ2Δ=⋅=λϕx6-12 为了保持波源的振动不变，需要消耗 W 的功率．若波源发出的是球面波（设介质不吸收波的能量）．求距离波源 m 和 m 处的能流密度．分析波的传播伴随着能量的传播．由于波源在单位时间内提供的能量恒定，且介质不吸收能量，故对于球面波而言，单位时间内通过任意半径的球面的能量（即平均能流）相同，都等于波源消耗的功率P ．而在同一个球面上各处的能流密度相同，因此，可求出不同位置的能流密度I ＝P /S ．解由分析可知，半径r 处的能流密度为2π4/r P I =当r 1 ＝ m 、r 2 ＝时，分别有22211m W 1027.1π4/--⋅⨯==r P I22222m W 1027.1π4/--⋅⨯==r P I6-13 两相干波波源位于同一介质中的A 、B 两点，如图（a ）所示．其振幅相等、频率皆为100 Hz ，B 比A 的相位超前π．若A 、B 相距 m ，波速为u ＝400 m·s -1 ，试求AB 连线上因干涉而静止的各点的位置．题6-13 图分析两列相干波相遇时的相位差λϕϕϕr Δπ2Δ12--=．因此，两列振幅相同的相干波因干涉而静止的点的位置，可根据相消条件()π12Δ+=k ϕ获得．解以A 、B 两点的中点O 为原点，取坐标如图（b ）所示．两波的波长均为λ＝u /?＝ m ．在A 、B 连线上可分三个部分进行讨论．1. 位于点A 左侧部分()π14π2ΔA B A B -=---=r r ϕϕϕ因该范围内两列波相位差恒为2π的整数倍，故干涉后质点振动处处加强，没有静止的点．2. 位于点B 右侧部分()π16π2ΔA B A B =---=r r ϕϕϕ显然该范围内质点振动也都是加强，无干涉静止的点．3. 在A 、B 两点的连线间，设任意一点P 距原点为x ．因x r -=15B，x r +=15A ，则两列波在点P的相位差为 ()()π1/π2ΔA B A B +=---=x r r λϕϕϕ根据分析中所述，干涉静止的点应满足方程()()π152π1+=+k x x得 ()2,...1,0,k m 2±±==k x因x ≤15 m，故k ≤7．即在A 、B 之间的连线上共有15 个静止点．6-14 图（a ）是干涉型消声器结构的原理图，利用这一结构可以消除噪声．当发动机排气噪声声波经管道到达点A 时，分成两路而在点B 相遇，声波因干涉而相消．如果要消除频率为300 Hz 的发动机排气噪声，则图中弯管与直管的长度差Δr ＝r 2 －r 1 至少应为多少？（设声波速度为340 m·s -1）题6-14 图分析一列声波被分成两束后再相遇，将形成波的干涉现象．由干涉相消条件，可确定所需的波程差，即两管的长度差Δr ．解由分析可知，声波从点A 分开到点B 相遇，两列波的波程差Δr ＝r 2 - r 1 ，故它们的相位差为()λλϕ/Δπ2/π2Δ12r r r =-=由相消静止条件Δφ＝（2k ＋1）π，（k ＝0，±1，±2，…）得 Δr ＝（2k ＋1）λ／2根据题中要求令k ＝0 得Δr 至少应为m 57022.//===∆v u r λ讨论在实际应用中，由于噪声是由多种频率的声波混合而成，因而常将具有不同Δr 的消声单元串接起来以增加消除噪声的能力．图（b ）为安装在摩托车排气系统中的干涉消声器的结构原理图．*6-15 如图所示，x ＝0 处有一运动方程为t A y ωcos =的平面波波源，产生的波沿x 轴正、负方向传播．MN 为波密介质的反射面，距波源3λ／4．求：（1）波源所发射的波沿波源O 左右传播的波动方程；（2）在MN 处反射波的波动方程；（3）在O ～MN 区域内形成的驻波方程，以及波节和波腹的位置；（4） x ＞0区域内合成波的波动方程．题6-15 图分析知道波源O 点的运动方程t A y ωcos =，可以写出波沿x 轴负向和正向传播的方程分别为()u x t A y /+=ωcos 1和()u x t A y /-=ωcos 2．因此可以写出y 1在MN 反射面上P 点的运动方程．设反射波为y 3 ，它和y 1 应是同振动方向、同振幅、同频率的波，但是由于半波损失，它在P 点引起的振动和y 1 在P 点引起的振动反相．利用y 1 在P 点的运动方程可求y 3 在P 点的运动方程，从而写出反射波y 3 ．在O ～MN 区域由y 1 和Y 3 两列同频率、同振动方向、同振幅沿相反方向传播的波合成形成驻波．在x ＞0区域是同传播方向的y 2 和y 3 合成新的行波．解（1）由分析已知：沿左方向和右方向传播的波动方程分别为()u x t A y /+=ωcos 1和()u x t A y /-=ωcos 2（2） y 1 在反射面MN 处引起质点P 振动的运动方程⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=2π3π2cos 43π2π2cos 1t T A t T A y pλλ 因半波损失反射波y 3 在此处引起的振动为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=2ππ2cos ππ23π2cos 3t T A t T A y p设反射波的波动方程为()ϕλ+-=/π2/π2cos 3x T t A y ，则反射波在x ＝－3λ/4处引起的振动为 ⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ϕπ23π2cos 3t T A y p与上式比较得π2-=ϕ，故反射波的波动方程为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=x λt TA x λt T A y π2π2cos π2π2π2cos 3 （3）在O ～MN 区域由y 1 和y 3 合成的驻波y 4 为()⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=t T x λA x λt T A x λt T A y y x t y π2cos π2cos 2π2π2cos π2π2cos ,314 波节的位置：4/2/,2/ππ/π2λλk x k λx +=+=，取k ＝－1，－2，即x ＝－λ/4，－3λ/4 处为波节．波腹的位置：2/,π/π2λk x k λx ==，取k ＝0，－1，即x ＝0，－λ/2 处为波腹．（4）在x ＞0 区域，由y 2 和y 3 合成的波y 5 为()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=x λt TA x λt T A x λt T A y y x t y π2π2cos 2π2π2cos π2π2cos ,325 这表明：x ＞0 区域内的合成波是振幅为2A 的平面简谐波．6-16 如图（a ）所示，将一块石英晶体相对的两面镀银作电极，它就成为压电晶体，两极间加上频率为ν的交变电压，晶片就沿竖直方向作频率为ν的驻波振动，晶体的上下两面是自由的，故而成为波腹.设晶片d = mm ，沿竖直方向的声速13s m 1074.6-⋅⨯=u，试问要激起石英片发生基频振动，外加电压的频率应是多少？分析根据限定区域内驻波形成条件（如图（b ）所示），当晶体的上下两面是自由的而成为波腹时，其厚度与波长有关系式 k k d λ2=成立，k 为正整数.可见取不同的k 值，得到不同的k λ，晶体内就出现不同频率k ν的波.对应k =1称为基频，k =2，3，4，…称为各次谐频.解根据分析基频振动要求2λ=d ，于是要求频率Hz 10685.126⨯===duuλν题 6-16 图6-17 一平面简谐波的频率为500 Hz ，在空气（ρ＝ kg·m -3）中以u ＝340 m·s -1的速度传播，到达人耳时，振幅约为A ＝ ×10 -6m ．试求波在耳中的平均能量密度和声强．解波在耳中的平均能量密度2622222m J 1042.6π221--⋅⨯===v A A ρωρω声强就是声波的能流密度，即23m W 10182--⋅⨯==.ωu I这个声强略大于繁忙街道上的噪声，使人耳已感到不适应．一般正常谈话的声强约×10-6W·m -2左右． 6-18 面积为 m 2的窗户开向街道，街中噪声在窗口的声强级为80 dB ．问有多少“声功率”传入窗内？分析首先要理解声强、声强级、声功率的物理意义，并了解它们之间的相互关系．声强是声波的能流密度I ，而声强级L 是描述介质中不同声波强弱的物理量．它们之间的关系为L ＝lg （I /I 0 ），其中I 0 ＝ ×10-12W·m -2为规定声强．L 的单位是贝尔（B ），但常用的单位是分贝（dB ），且1 B ＝10 dB ．声功率是单位时间内声波通过某面积传递的能量，由于窗户上各处的I 相同，故有P ＝IS ．解根据分析，由L ＝lg （I ／I 0 ）可得声强为I ＝10LI 0则传入窗户的声功率为P ＝IS ＝10L I 0S ＝ ×10-4W6-19 一警车以25 m·s -1的速度在静止的空气中行驶，假设车上警笛的频率为v =800 Hz ．求：（1）静止站在路边的人听到警车驶近和离去时的警笛声波频率；（2）如果警车追赶一辆速度为15m·s -1的客车，则客车上人听到的警笛声波的频率是多少？（设空气中的声速u ＝330m·s -1）分析由于声源与观察者之间的相对运动而产生声多普勒效应，由多普勒频率公式可解得结果．在处理这类问题时，不仅要分清观察者相对介质（空气）是静止还是运动，同时也要分清声源的运动状态．解（1）根据多普勒频率公式，当声源（警车）以速度υs ＝25 m·s -1运动时，静止于路边的观察者所接收到的频率为su u vv υμ='警车驶近观察者时，式中υs 前取“－”号，故有Hz 6.8651=-='su uv v υ警车驶离观察者时，式中υs 前取“＋”号，故有Hz 7.7432=+='su uv v υ（2）客车的速度为0υ=15 m·s -1,声源（警车）与客车上的观察者作同向运动时，观察者收到的频率为Hz 2.82603=--='su u v v υυ6-20 蝙蝠在洞穴中飞来飞去，能非常有效地用超声波脉冲导航.假如蝙蝠发出的超声波频率为39 kHz ，当它以声速的401的速度朝着表面平直的岩壁飞去时，试求它听到的从岩壁反射回来的超声波频率为多少？分析由题意可知，蝙蝠既是波的发出者，又是波的接收者.设超声波的传播速度为u .首先，蝙蝠是声源，发出信号频率为v ，运动速度为40su=υ，岩壁是接收者，利用多普勒频率公式，即可求得岩壁接收到的信号频率v '.经岩壁反射后频率不变，即岩壁发射信号频率为v '，这时蝙蝠是波的接收者，其运动速度为40u=υ，再次利用多普勒频率公式，可求得蝙蝠接收到的信号频率v ''. 解将蝙蝠看成波源，则由分析可知，岩壁接收到的信号频率为sυ-='u uv v ，在蝙蝠接收岩壁反射信号时，又将它看成接收者.则蝙蝠接收到的信号频率为kHz41kHz 3940/1140/11/1/1s 0s 00=⨯-+=-+=-+='+=''v u uv u u v u u v υυυυυ。

物理学教程上册课后答案第六章

第六章机械波6-1 图（a ）表示t ＝0 时的简谐波的波形图，波沿x 轴正方向传播，图（b ）为一质点的振动曲线．则图（a ）中所表示的x ＝0 处振动的初相位与图（b ）所表示的振动的初相位分别为（）题6-1 图（Ａ）均为零（Ｂ）均为2π （Ｃ）均为2π- （Ｄ） 2π 与2π- （Ｅ） 2π-与2π 分析与解本题给了两个很相似的曲线图，但本质却完全不同．求解本题要弄清振动图和波形图不同的物理意义．图（a ）描述的是连续介质中沿波线上许许多多质点振动在t 时刻的位移状态．其中原点处质点位移为零，其运动方向由图中波形状态和波的传播方向可以知道是沿y 轴负向，利用旋转矢量法可以方便的求出该质点振动的初相位为π/2．而图（b ）是一个质点的振动曲线图，该质点在t ＝0 时位移为0，t ＞0 时，由曲线形状可知，质点向y 轴正向运动，故由旋转矢量法可判知初相位为－π/2，答案为（D ）． 6-2 一横波以速度u 沿x 轴负方向传播，t 时刻波形曲线如图（a ）所示，则该时刻（）（A ）A 点相位为 π （B ）B 点静止不动（C ）C 点相位为2π3 （D ）D 点向上运动分析与解由波形曲线可知，波沿x 轴负向传播，B 、D 处质点均向y 轴负方向运动，且B 处质点在运动速度最快的位置. 因此答案（B ）和（D ）不对. A 处质点位于正最大位移处，C 处质点位于平衡位置且向y 轴正方向运动，它们的旋转矢量图如图（b ）所示.A 、C 点的相位分别为0和2π3.故答案为（C ）题 6-2 图6-3 如图所示，两列波长为λ的相干波在点P 相遇．波在点S 1 振动的初相是φ1 ，点S 1 到点P 的距离是r 1 ．波在点S 2的初相是φ2 ，点S 2 到点P 的距离是r 2 ，以k 代表零或正、负整数，则点P 是干涉极大的条件为（）()()()()()()π2/π2A π2/π2A π2A πA 211212121212k r r k r r k k r r =-+-=-+-=-=-λϕϕλϕϕϕϕ 分析与解 P 是干涉极大的条件为两分振动的相位差π2Δk =，而两列波传到P 点时的两分振动相位差为()λϕϕϕ/π2Δ1212r r ---=，故选项（D ）正确．题6-3 图6-4 在波长为λ的驻波中，两个相邻波腹之间的距离为（）（A ） 4λ （B ） 2λ（C ） 43λ （D ） λ分析与解驻波方程为t λx A y v π2cos π2cos 2=，它不是真正的波.其中λx A π2cos 2是其波线上各点振动的振幅.显然，当Λ,2,1,0,2=±=k k x λ时，振幅极大，称为驻波的波腹.因此，相邻波腹间距离为2λ.正确答案为（B ）．6-5 一横波在沿绳子传播时的波动方程为()x y ππ5.2cos 20.0-=，式中y 的单位为m ，t 的单位为s ．（1）求波的振幅、波速、频率及波长；（2）求绳上质点振动时的最大速度；（3）分别画出t ＝1s 和t ＝2 s 时的波形，并指出波峰和波谷．画出x ＝ｍ处质点的振动曲线并讨论其与波形图的不同．分析（1）已知波动方程（又称波函数）求波动的特征量（波速u 、频率?、振幅A 及波长λ等），通常采用比较法．将已知的波动方程按波动方程的一般形式⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛=0cos ϕωu x t A y μ书写，然后通过比较确定各特征量（式中ux 前“-”、“+”的选取分别对应波沿x 轴正向和负向传播）．比较法思路清晰、求解简便，是一种常用的解题方法．（2）讨论波动问题，要理解振动物理量与波动物理量之间的内在联系与区别．例如区分质点的振动速度与波速的不同，振动速度是质点的运动速度，即v ＝d y /d t ；而波速是波线上质点运动状态的传播速度（也称相位的传播速度、波形的传播速度或能量的传播速度），其大小由介质的性质决定．介质不变，波速保持恒定．（3）将不同时刻的t 值代入已知波动方程，便可以得到不同时刻的波形方程y ＝y （x ），从而作出波形图．而将确定的x 值代入波动方程，便可以得到该位置处质点的运动方程y ＝y （t ），从而作出振动图．解（1）将已知波动方程表示为()[]()m 5.2/π5.2cos 20.0x t y -=与一般表达式()[]0cos ϕω+-=u x t A y /比较，可得0s m 52m 20001=⋅==-ϕ,.,.u A则 m 0.2/,Hz 25.1π2/====v u λωv（2）绳上质点的振动速度 ()[]()1s m 5.2/π5.2sin π5.0d /d -⋅--==x t t y v 则 1max s m 57.1-⋅=v（3） t ＝1ｓ和t ＝2ｓ时的波形方程分别为()()()()m ππ5cos 20.0m ππ5.2cos 20.021x y x y -=-=波形图如图（a ）所示． x ＝处质点的运动方程为()()m π5.2cos 20.0t y -=振动图线如图（b ）所示．波形图与振动图虽在图形上相似，但却有着本质的区别．前者表示某确定时刻波线上所有质点的位移情况，而后者则表示某确定位置的一个质点，其位移随时间变化的情况．题6-5 图6-6 波源作简谐运动，其运动方程为()m t πcos240100.43-⨯=y ，它所形成的波形以30ｍ·ｓ-1 的速度沿一直线传播．（1）求波的周期及波长；（2）写出波动方程．分析已知波源运动方程求波动物理量及波动方程，可先将运动方程与其一般形式进行比较，求出振幅A 、角频率ω及初相φ0 ，而这三个物理量与波动方程的一般形式()[]0cos ϕω+-=u x t A y /中相应的三个物理量是相同的．再利用题中已知的波速u 及公式ω＝2πν ＝2π／T 和λ＝u T 即可求解．解（1）由已知的运动方程可知，质点振动的角频率1s π240-=ω．根据分析中所述，波的周期就是振动的周期，故有 s 1033.8/π23-⨯==ωT波长为λ＝uT ＝ｍ（２）将已知的波源运动方程与简谐运动方程的一般形式比较后可得A ＝ ×10-3m ，1s π240-=ω，φ0 ＝0故以波源为原点，沿x 轴正向传播的波的波动方程为()[]()()m π8π240cos 100.4/cos 30x t u x t ωA y -⨯=+-=- 6-7 波源作简谐运动，周期为ｓ，若该振动以100m·ｓ-1 的速度沿直线传播，设t ＝0时，波源处的质点经平衡位置向正方向运动，求：（1）距波源ｍ和 m 两处质点的运动方程和初相；（2）距波源为 m 和的两质点间的相位差．分析（1）根据题意先设法写出波动方程，然后代入确定点处的坐标，即得到质点的运动方程．并可求得振动的初相．（2）波的传播也可以看成是相位的传播．由波长λ的物理含意，可知波线上任两点间的相位差为Δφ＝2πΔx ／λ．解（1）由题给条件1s m 100s 020-⋅==u T ,.，可得m 2;s m π100/π21==⋅==-uT λT ω当t ＝0 时，波源质点经平衡位置向正方向运动，因而由旋转矢量法可得该质点的初相为φ0 ＝－π／2（或3π／2）．若以波源为坐标原点，则波动方程为()[]2/π100π100cos --=x/t A y距波源为x 1 ＝ m 和x 2 ＝ m 处质点的运动方程分别为()()π5.5t π100cos π15.5t π100cos 21-=-=A y A y它们的初相分别为φ10 ＝－π和φ20 ＝－π（若波源初相取φ0＝3π/2，则初相φ10 ＝－π，φ20 ＝－π．）（2）距波源和 m 两点间的相位差()π/π2Δ1212=-=-=λϕϕϕx x6-8 图示为平面简谐波在t ＝0 时的波形图，设此简谐波的频率为250Hz ，且此时图中质点P 的运动方向向上．求：（1）该波的波动方程；（2）在距原点O 为 m 处质点的运动方程与t ＝0 时该点的振动速度．分析（1）从波形曲线图获取波的特征量，从而写出波动方程是建立波动方程的又一途径．具体步骤为：1. 从波形图得出波长λ、振幅A 和波速u ＝λ?；2. 根据点P 的运动趋势来判断波的传播方向，从而可确定原点处质点的运动趋向，并利用旋转矢量法确定其初相φ0 ．（2）在波动方程确定后，即可得到波线上距原点O 为x 处的运动方程y ＝y （t ），及该质点的振动速度?＝d y /d t ．解（1）从图中得知，波的振幅A ＝ m ，波长λ＝，则波速u ＝λ?＝ ×103 ｍ·ｓ-1．根据t ＝0 时点P 向上运动，可知波沿Ox 轴负向传播，并判定此时位于原点处的质点将沿Oy 轴负方向运动．利用旋转矢量法可得其初相φ0 ＝π/3．故波动方程为 ()[]()[]()m 3/π5000/π500cos 10.0/cos 0++=++=x t u x t A y ϕω（2）距原点O 为x ＝ｍ处质点的运动方程为 ()()m 12π13π5000.10cos y /t +=t ＝0 时该点的振动速度为 ()-10s m 40.6/12π13sin π50/d d ⋅=-===t t y v题6-8 图6-9 一平面简谐波以速度1s m 08.0-⋅=u 沿Ox 轴正向传播，图示为其在t ＝0 时刻的波形图，求（1）该波的波动方程；（2）P 处质点的运动方程．题6-9 图分析（1）根据波形图可得到波的波长λ、振幅A 和波速u ，因此只要求初相φ，即可写出波动方程．而由图可知t ＝0 时，x ＝0 处质点在平衡位置处，且由波的传播方向可以判断出该质点向y 轴正向运动，利用旋转矢量法可知φ＝－π/2．（2）波动方程确定后，将P 处质点的坐标x 代入波动方程即可求出其运动方程y P ＝y P （t ）．解（1）由图可知振幅A ＝ｍ，波长λ＝ｍ，波速u ＝ｍ·ｓ-1，则ω＝2π/T ＝2πu /λ＝（2π/5）ｓ-1 ，根据分析已知φ＝－π/2，因此波动方程为 ()m 2π08.05π20.04cos y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=x t（2）距原点O 为x ＝ｍ处的P 点运动方程为 ()m 2π52π0.04cos y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+= *6-10 一平面简谐波，波长为12 m ，沿O x 轴负向传播．图（a ）所示为x ＝ m 处质点的振动曲线，求此波的波动方程．题6-10图分析该题可利用振动曲线来获取波动的特征量，从而建立波动方程．求解的关键是如何根据图（a ）写出它所对应的运动方程．较简便的方法是旋转矢量法．解由图（a ）可知质点振动的振幅A ＝ｍ，t ＝0 时位于x ＝ m 处的质点在A /2 处并向Oy 轴正向移动．据此作出相应的旋转矢量图（b ），从图中可知3/π0-='ϕ．又由图（a ）可知，t ＝5 s 时，质点第一次回到平衡位置，由图（b ）可看出ωt ＝5π／6，因而得角频率ω＝（π/6）．由上述特征量可写出x ＝ m 处质点的运动方程为 ()m 3π6π0.04cos y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=t 将波速1s m 0.1π2//-⋅===ωλT λu 及x ＝ m 代入波动方程的一般形式()[]0cos ϕω++=u x t A y /中，并与上述x ＝ m 处的运动方程作比较，可得φ0＝－π／2，则波动方程为()()m 2π10/6π0.04cos ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=x t y6-11 平面简谐波的波动方程为()x t y π2π4cos 08.0-=,式中y 和x 的单位为m ，t 的单位为s,求：（1） t ＝ s 时波源及距波源两处的相位；（2）离波源 m 及 m 两处的相位差．解（1）将t ＝ s 和x ＝0 代入题给波动方程，可得波源处的相位π4.81=ϕ将t ＝ s 和x ′＝ m 代入题给波动方程，得 m 处的相位为π2.82=ϕ（2）从波动方程可知波长λ＝ m ．这样，x 1＝ m 与x 2＝ m 两点间的相位差πΔπ2Δ=⋅=λϕx6-12 为了保持波源的振动不变，需要消耗 W 的功率．若波源发出的是球面波（设介质不吸收波的能量）．求距离波源 m 和 m 处的能流密度．分析波的传播伴随着能量的传播．由于波源在单位时间内提供的能量恒定，且介质不吸收能量，故对于球面波而言，单位时间内通过任意半径的球面的能量（即平均能流）相同，都等于波源消耗的功率P ．而在同一个球面上各处的能流密度相同，因此，可求出不同位置的能流密度I ＝P /S ．解由分析可知，半径r 处的能流密度为2π4/r P I =当r 1 ＝ m 、r 2 ＝时，分别有22211m W 1027.1π4/--⋅⨯==r P I22222m W 1027.1π4/--⋅⨯==r P I6-13 两相干波波源位于同一介质中的A 、B 两点，如图（a ）所示．其振幅相等、频率皆为100 Hz ，B 比A 的相位超前π．若A 、B 相距 m ，波速为u ＝400 m·s -1 ，试求AB 连线上因干涉而静止的各点的位置．题6-13 图分析两列相干波相遇时的相位差λϕϕϕr Δπ2Δ12--=．因此，两列振幅相同的相干波因干涉而静止的点的位置，可根据相消条件()π12Δ+=k ϕ获得．解以A 、B 两点的中点O 为原点，取坐标如图（b ）所示．两波的波长均为λ＝u /?＝ m ．在A 、B 连线上可分三个部分进行讨论．1. 位于点A 左侧部分()π14π2ΔA B A B -=---=r r ϕϕϕ因该范围内两列波相位差恒为2π的整数倍，故干涉后质点振动处处加强，没有静止的点．2. 位于点B 右侧部分()π16π2ΔA B A B =---=r r ϕϕϕ显然该范围内质点振动也都是加强，无干涉静止的点．3. 在A 、B 两点的连线间，设任意一点P 距原点为x ．因x r -=15B，x r +=15A ，则两列波在点P的相位差为 ()()π1/π2ΔA B A B +=---=x r r λϕϕϕ根据分析中所述，干涉静止的点应满足方程()()π152π1+=+k x x得 ()2,...1,0,k m 2±±==k x因x ≤15 m，故k ≤7．即在A 、B 之间的连线上共有15 个静止点．6-14 图（a ）是干涉型消声器结构的原理图，利用这一结构可以消除噪声．当发动机排气噪声声波经管道到达点A 时，分成两路而在点B 相遇，声波因干涉而相消．如果要消除频率为300 Hz 的发动机排气噪声，则图中弯管与直管的长度差Δr ＝r 2 －r 1 至少应为多少？（设声波速度为340 m·s -1）题6-14 图分析一列声波被分成两束后再相遇，将形成波的干涉现象．由干涉相消条件，可确定所需的波程差，即两管的长度差Δr ．解由分析可知，声波从点A 分开到点B 相遇，两列波的波程差Δr ＝r 2 - r 1 ，故它们的相位差为()λλϕ/Δπ2/π2Δ12r r r =-=由相消静止条件Δφ＝（2k ＋1）π，（k ＝0，±1，±2，…）得 Δr ＝（2k ＋1）λ／2根据题中要求令k ＝0 得Δr 至少应为m 57022.//===∆v u r λ讨论在实际应用中，由于噪声是由多种频率的声波混合而成，因而常将具有不同Δr 的消声单元串接起来以增加消除噪声的能力．图（b ）为安装在摩托车排气系统中的干涉消声器的结构原理图．*6-15 如图所示，x ＝0 处有一运动方程为t A y ωcos =的平面波波源，产生的波沿x 轴正、负方向传播．MN 为波密介质的反射面，距波源3λ／4．求：（1）波源所发射的波沿波源O 左右传播的波动方程；（2）在MN 处反射波的波动方程；（3）在O ～MN 区域内形成的驻波方程，以及波节和波腹的位置；（4） x ＞0区域内合成波的波动方程．题6-15 图分析知道波源O 点的运动方程t A y ωcos =，可以写出波沿x 轴负向和正向传播的方程分别为()u x t A y /+=ωcos 1和()u x t A y /-=ωcos 2．因此可以写出y 1在MN 反射面上P 点的运动方程．设反射波为y 3 ，它和y 1 应是同振动方向、同振幅、同频率的波，但是由于半波损失，它在P 点引起的振动和y 1 在P 点引起的振动反相．利用y 1 在P 点的运动方程可求y 3 在P 点的运动方程，从而写出反射波y 3 ．在O ～MN 区域由y 1 和Y 3 两列同频率、同振动方向、同振幅沿相反方向传播的波合成形成驻波．在x ＞0区域是同传播方向的y 2 和y 3 合成新的行波．解（1）由分析已知：沿左方向和右方向传播的波动方程分别为()u x t A y /+=ωcos 1和()u x t A y /-=ωcos 2（2） y 1 在反射面MN 处引起质点P 振动的运动方程⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=2π3π2cos 43π2π2cos 1t T A t T A y pλλ 因半波损失反射波y 3 在此处引起的振动为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=2ππ2cos ππ23π2cos 3t T A t T A y p设反射波的波动方程为()ϕλ+-=/π2/π2cos 3x T t A y ，则反射波在x ＝－3λ/4处引起的振动为 ⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ϕπ23π2cos 3t T A y p与上式比较得π2-=ϕ，故反射波的波动方程为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=x λt TA x λt T A y π2π2cos π2π2π2cos 3 （3）在O ～MN 区域由y 1 和y 3 合成的驻波y 4 为()⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=t T x λA x λt T A x λt T A y y x t y π2cos π2cos 2π2π2cos π2π2cos ,314 波节的位置：4/2/,2/ππ/π2λλk x k λx +=+=，取k ＝－1，－2，即x ＝－λ/4，－3λ/4 处为波节．波腹的位置：2/,π/π2λk x k λx ==，取k ＝0，－1，即x ＝0，－λ/2 处为波腹．（4）在x ＞0 区域，由y 2 和y 3 合成的波y 5 为()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=x λt TA x λt T A x λt T A y y x t y π2π2cos 2π2π2cos π2π2cos ,325 这表明：x ＞0 区域内的合成波是振幅为2A 的平面简谐波．6-16 如图（a ）所示，将一块石英晶体相对的两面镀银作电极，它就成为压电晶体，两极间加上频率为ν的交变电压，晶片就沿竖直方向作频率为ν的驻波振动，晶体的上下两面是自由的，故而成为波腹.设晶片d = mm ，沿竖直方向的声速13s m 1074.6-⋅⨯=u，试问要激起石英片发生基频振动，外加电压的频率应是多少？分析根据限定区域内驻波形成条件（如图（b ）所示），当晶体的上下两面是自由的而成为波腹时，其厚度与波长有关系式 k k d λ2=成立，k 为正整数.可见取不同的k 值，得到不同的k λ，晶体内就出现不同频率k ν的波.对应k =1称为基频，k =2，3，4，…称为各次谐频.解根据分析基频振动要求2λ=d ，于是要求频率Hz 10685.126⨯===duuλν题 6-16 图6-17 一平面简谐波的频率为500 Hz ，在空气（ρ＝ kg·m -3）中以u ＝340 m·s -1的速度传播，到达人耳时，振幅约为A ＝ ×10 -6m ．试求波在耳中的平均能量密度和声强．解波在耳中的平均能量密度2622222m J 1042.6π221--⋅⨯===v A A ρωρω声强就是声波的能流密度，即23m W 10182--⋅⨯==.ωu I这个声强略大于繁忙街道上的噪声，使人耳已感到不适应．一般正常谈话的声强约×10-6W·m -2左右． 6-18 面积为 m 2的窗户开向街道，街中噪声在窗口的声强级为80 dB ．问有多少“声功率”传入窗内？分析首先要理解声强、声强级、声功率的物理意义，并了解它们之间的相互关系．声强是声波的能流密度I ，而声强级L 是描述介质中不同声波强弱的物理量．它们之间的关系为L ＝lg （I /I 0 ），其中I 0 ＝ ×10-12W·m -2为规定声强．L 的单位是贝尔（B ），但常用的单位是分贝（dB ），且1 B ＝10 dB ．声功率是单位时间内声波通过某面积传递的能量，由于窗户上各处的I 相同，故有P ＝IS ．解根据分析，由L ＝lg （I ／I 0 ）可得声强为I ＝10LI 0则传入窗户的声功率为P ＝IS ＝10L I 0S ＝ ×10-4W6-19 一警车以25 m·s -1的速度在静止的空气中行驶，假设车上警笛的频率为v =800 Hz ．求：（1）静止站在路边的人听到警车驶近和离去时的警笛声波频率；（2）如果警车追赶一辆速度为15m·s -1的客车，则客车上人听到的警笛声波的频率是多少？（设空气中的声速u ＝330m·s -1）分析由于声源与观察者之间的相对运动而产生声多普勒效应，由多普勒频率公式可解得结果．在处理这类问题时，不仅要分清观察者相对介质（空气）是静止还是运动，同时也要分清声源的运动状态．解（1）根据多普勒频率公式，当声源（警车）以速度υs ＝25 m·s -1运动时，静止于路边的观察者所接收到的频率为su u vv υμ='警车驶近观察者时，式中υs 前取“－”号，故有Hz 6.8651=-='su uv v υ警车驶离观察者时，式中υs 前取“＋”号，故有Hz 7.7432=+='su uv v υ（2）客车的速度为0υ=15 m·s -1,声源（警车）与客车上的观察者作同向运动时，观察者收到的频率为Hz 2.82603=--='su u v v υυ6-20 蝙蝠在洞穴中飞来飞去，能非常有效地用超声波脉冲导航.假如蝙蝠发出的超声波频率为39 kHz ，当它以声速的401的速度朝着表面平直的岩壁飞去时，试求它听到的从岩壁反射回来的超声波频率为多少？分析由题意可知，蝙蝠既是波的发出者，又是波的接收者.设超声波的传播速度为u .首先，蝙蝠是声源，发出信号频率为v ，运动速度为40su=υ，岩壁是接收者，利用多普勒频率公式，即可求得岩壁接收到的信号频率v '.经岩壁反射后频率不变，即岩壁发射信号频率为v '，这时蝙蝠是波的接收者，其运动速度为40u=υ，再次利用多普勒频率公式，可求得蝙蝠接收到的信号频率v ''. 解将蝙蝠看成波源，则由分析可知，岩壁接收到的信号频率为sυ-='u uv v ，在蝙蝠接收岩壁反射信号时，又将它看成接收者.则蝙蝠接收到的信号频率为kHz41kHz 3940/1140/11/1/1s 0s 00=⨯-+=-+=-+='+=''v u uv u u v u u v υυυυυ。

仪器分析(第三版)朱明华编课后题答案第9章

８．下列两对异构体，能否用紫外光谱加以区别？
（１）
（２）
CH=CH
CO CH3
CH=CH
CO CH3
解；可以，（１）中第一个化合物含有三个共轭双键，最大吸收波长比第二种化合物要长，强度也较高．同理（２）中第二个化合物含有三个共轭双键．
9. 试估计下列化合物中哪一种化合物的λmax最大，哪一种化合物的λmax最小，为什么？.
OH CH3 CH3
O
O
O
(a)
(b)
(c)
解：（b) > (a) >≈ (c) (b) 中有两个共轭双键，存在K吸收带，(a)中有两个双键，而 (c )中只有一个双键．
10. 紫外及可见分光光度计与可见分光光度计比较，有什么不同之处？为什么？解：首先光源不同，紫外用氢灯或氘灯，而可见用钨灯，因为二者发出的光的波长范围不同．从单色器来说，如果用棱镜做单色器，则紫外必须使用石英棱镜，可见则石英棱镜或玻璃棱镜均可使用，而光栅则二者均可使用，这主要是由于玻璃能吸收紫外光的缘故．从吸收池来看，紫外只能使用石英吸收池，而可见则玻璃、石英均可使用，原因同上。
一般σ σ∗ 跃迁波长处于远紫外区，＜200nm,π π∗, n →s*跃迁位于远紫外到近紫外区，波长大致在150－250nm之间，n →π*跃迁波长近紫外区及可见光区，波长位于250nm－800nm之间． 3. 何谓助色团及生色团？试举例说明．解：能够使化合物分子的吸收峰波长向长波长方向移动的杂原子基团称为助色 CH 150nm -OH 团，例如CH4的吸收峰波长位于远紫外区，小于150nm但是当分子中引入-OH后，甲醇的正己烷溶液吸收波长位移至177nm，-OH起到助色团的作用．当在饱和碳氢化合物中引入含有π键的不饱和基团时，会使这些化合物的最大吸收波长位移至紫外及可见光区，这种不饱和基团成为生色团．例如，CH2CH2的最大吸收波长位于171nm处，而乙烷则位于远紫外区．

仪器分析习题答案

仪器分析习题答案 P282. 用双硫腙光度法测定Pb 2+。

Pb 2+的浓度为0.08 mg /50mL ，用2 cm 吸收池在520nm 下测得T=53%，求ε。

解：11431078.11000502.2071008.0253100lg ---⋅⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==cm mol L A εε 4. 取钢试样1.00 g ，溶解于酸中，将其中锰氧化成高锰酸盐，准确配制成250 mL ，测得其吸光度为131000.1--⋅⨯L mol 4KMnO 溶液的吸光度的1.5倍。

计算钢中锰的百分含量。

解：设高锰酸钾的浓度为x c ，得下列方程%06.2%100110002501024.8%1024.894.54105.1105.15.11012123133=⨯⨯⨯⨯=⋅⨯=⨯⨯=⋅⨯==⨯⨯=-------W L g W L mol c bc A b A Mn x xεε7. 异丙叉丙酮有两种异构体：333)(CH CO CH CH C CH --=-及3232)(CH CO CH CH C CH ---=。

它们的紫外吸收光谱为：（a ）最大吸收波长在235 nm 处，1112000--⋅⋅mL mol L ＝ε；（b ）220 nm 以后没有强吸收。

如何根据这两个光谱来判断上述异构体？试说明理由。

解：如果体系存在共轭体系，则其最大吸收波长的位置应比非共轭体系红移，并且其摩尔吸光系数较大，有强吸收，因此判断如果符合条件（1）的，就是CH 3－C （CH 3）＝CH －CO －CH 39.其m ax λ的顺序为：（2）＞（1）＞（3）因为（2）中存在共轭体系，而（1）（3）中只有双键没有共轭体系，但（1）中有两个双键，而（3）中只有一个。

P479. 以Mg 作为内标测定某合金中Pb 的含量，实验数据如下：溶液黑度计读数Pb 的质量浓度 mg ·L-1 PbMg 1 17.5 7.3 0.151 2 18.5 8.7 0.201 3 11.0 7.3 0.301 4 12.0 10.3 0.402 5 10.4 11.6 0.502 A 15.5 8.8 B 12.5 9.2 C12.210.7根据上述数据，（1）绘制工作曲线；（2）求溶液A ，B ，C 的质量浓度解：由公式：lg lg S rb c r A '∆=+以ΔS 为纵轴，以lg c 为横轴作工作曲线，由工作曲线得： A=0.229, B=0.324, C=0.389 (mg ·L -1) 另一种解法：Excel 线性拟合结果：20.041lg 0.3450.9630.240,0.331,0.392S c R A B C ∆=-====补充题：12.用内标法测定试液中镁的含量。

南京大学仪器分析习题13-18解答

第十三章习题答案1．解：从有机化合物共价键的性质考虑，与分子的紫外-可见吸收光谱有关的电子有：形成单键的σ电子、形成双键的π电子及未共享的或称为非键的n 电子。

电子跃迁发生在基态分子轨道和反键分子轨道之间或非键轨道和反键轨道之间，处于基态的电子吸收了一定的光子能量后，可分别发生σσ→，πσ→、σπ→、σ→n 、ππ→和π→n 六种类型跃迁。

其中落在近紫外-可见光区的对测定有用的跃迁是σ→n 、ππ→和π→n ，所需能量E 大小顺序为π→n ﹤ππ→﹤σ→n 。

一般σ→n 跃迁在150～250nm 之间，发生在含有杂原子与不饱和双键的相连的化合物吸收。

杂原子电负性越小，非共享电子轨道能级越高，吸收波长越大。

ππ→和π→n 产生的吸收带最有用，位于近紫外和可见光区，吸收波长与取代基、共轭双键、分子构象及化学环境有关。

2、解：偏离比尔定律是由比尔定律本身的局限性、溶液的化学因素以及仪器因素等引起的。

（1）比尔定律本身的局限性。

比尔定律适用于浓度小于0.01mol ·L -1的稀溶液，摩尔吸光系数ε或吸光系数a 与浓度无关，但与折射率n 有关，在低浓度时，n 基本不变，仍为常数，服从比尔定律。

在高浓度时，由于n 随浓度增加而增加，因此引起偏离比尔定律。

（2）化学因素。

若溶液中发生了电离、酸碱反应、配位反应及缔合反应等，则改变了吸光物质的浓度，导致偏离比尔定律。

若化学反应使吸光物质浓度降低，而产物在测量波长处不吸收，则引起负偏离；若产物比原吸光物质在测量波长处的吸收更强，则引起正偏离。

（3）仪器因素。

分光光度计仪器的性能会影响光源的稳定性、入射光的单色性等都会影响比尔定律得偏移。

3．解：相同点：（1）两者都属于电子吸收光谱，为价电子能级吸收跃迁，光源波长范围均位于紫外―可见光区。

（2）仪器类似，由光源、吸收部分、单色器、检测器和读出装置组成。

（3）样品定量基础相同。

均遵从比耳定律。

不同点：（1）吸收跃迁类型不同。

生化—生物氧化习题

1、解释（3分X5）1）氧化磷酸化2）偶联反应3）呼吸链4）P/O比值5）化学渗透学说2、选择题（3分X5）1）下列物质中哪一种物质抑制ATP合成酶的F0亚单位传递氢质子？（）1）抗霉素A 2）氢氰酸 3）粉蝶霉素A 4） CO 5）寡霉素2、下列物质中，那种物质是呼吸链的解偶联剂？（）1）寡霉素 2）氢氰酸 3）异戊巴比妥 4）鱼藤酮 5） 2,4-二硝基苯酚3、呼吸链中各色素的排列顺序正确的是( )1）c-c1-b-aa3-o2 2）b-c1-c-aa3-o2 3）b-c-c1- aa3-o2 4）c- b-c1- aa3-o24、下列方法中，哪一种方法与确定呼吸链电子传递体的排列顺序无关？（2）1）利用呼吸链阻断剂研究分析 2）测定P/O比值 3）体外检测电子传递体氧化的顺序4）体外将呼吸链的各复合体进行拆分和重组 5）电子传递体标准氧化还原电位E0’的高低排列5、每传递一对电子，呼吸链中的复合体II向线粒体膜间隙中泵入几个氢质子？（）1） 1 2）2 3）0 4）43、填空题（1分X21）1)第一条电子呼吸链的组成是、、、、。

从第一条呼吸链入口开始，每传递一对电子，可以生成分子ATP.2）ATP合成酶有和两个亚单位。

前者位于线粒体，其功能是；后者位于线粒体的基质中，功能是。

3）胞质中的NADH+H+进入线粒体有和两种穿梭方式。

胞质中的每分子NADH+H+经前一种方式进入线粒体时氧化会生成分子ATP.4）生物体内ATP的生成方式有和两种，其中是ATP生成的主要方式。

5）解偶联剂通常具有两个特点，即性和性。

6）电子呼吸链中两个可以移动的传递体分别是和两种。

7）在利用呼吸链阻断剂判定呼吸链中各组分的排列顺序的离体反应体系中，不能转化为还原态的位于呼吸链中阻断剂所阻断部位的（前or 后）。

3、简答题题（7分X7）1、写出呼吸链中4种复合体的全称（化学名称）及电子在复合体Ⅲ和Ⅳ中的传递途经。

2、写出氧化磷酸化的三个偶联部位。

分析化学第三版下册第七章课后答案

第七章原子吸收与原子荧光光谱法1．说明以下名词：（1）原子吸收线和原子发射线；（2）宽带吸收和窄带吸收；（3）积分吸收和峰值吸收；（4）谱线的自然宽度和变宽；（5）谱线的热变宽和压力变宽；（6）石墨炉原子化法和氢化物发生原子化法；（7）光谱通带；（8）基体改良剂；（9）特点浓度和特点质量；（10）共振原子荧光和非共振原子荧光。

答：（1）原子吸收线是基态原子吸收必然辐射能后被激发跃迁到不同的较高能态产生的光谱线；原子发射线是基态原子吸收必然的能量（光能、电能或辐射能）后被激发跃迁到较高的能态，然后从较高的能态跃迁回到基态时产生的光谱线。

（2）分子或离子的吸收为宽带吸收；气态基态原子的吸收为窄带吸收。

（3）积分吸收是吸收线轮廓的内的总面积即吸收系数对频率的积分；峰值吸收是中心频率ν0两旁很窄（dν= 0）范围内的积分吸收。

（4）在无外界条件阻碍时，谱线的固有宽度称为自然宽度；由各类因素引发的谱线宽度增加称为变宽。

（5）谱线的热变宽是由原子在空间作相对热运动引发的谱线变宽；压力变宽是由同种辐射原子间或辐射原子与其它粒子间彼此碰撞产生的谱线变宽，与气体的压力有关，又称为压力变宽。

（6）以石墨管作为电阻发烧体使试样中待测元素原子化的方式称为石墨炉原子化法；反映生成的挥发性氢化物在以电加热或火焰加热的石英管原子化器中的原子化称为氢化物发生原子化法。

（7）光谱通带是指单色器出射光束波长区间的宽度。

（8）基体改良剂是指能改变基体或被测定元素化合物的热稳固性以幸免化学干扰的化学试剂。

（9）把能产生1％吸收或产生吸光度时所对应的被测定元素的质量浓度概念为元素的特点浓度；把能产生1％吸收或产生吸光度时所对应的被测定元素的质量概念为元素的特点质量。

（10）共振原子荧光是指气态基态原子吸收的辐射和发射的荧光波长相同时产生的荧光；气态基态原子吸收的辐射和发射的荧光波长不相同时产生的荧光称为非共振原子荧光。

2．在原子吸收光谱法中，什么缘故要利用锐线光源？空心阴极灯什么缘故能够发射出强度大的锐线光源？答：因为原子吸收线的半宽度约为10-3 nm，因此在原子吸收光谱法中应利用锐线光源；由于空心阴极灯的工作电流一样在1～20 mA，放电时的温度较低，被溅射出的阴极自由原子密度也很低，同时又因为是在低压气氛中放电，因此发射线的热变宽∆λD、压力变宽∆λL和自吸变宽都很小，辐射出的特点谱线是半宽度很窄的锐线（10-4～10-3 nm）。

【单元练】莆田市高中物理选修3第四章【原子结构和波粒二象性】经典题(含答案)

一、选择题1．在相同的条件下，先后用甲、乙两种不同的单色光，用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上产生的相邻两条亮纹的间距不同，其中甲光间距较大。

则甲光比乙光（） ①在真空中的波长短②在玻璃中传播速度大③在玻璃中传播时，玻璃的折射率大④其光子能量小A ．①②③B ．①③C ．②④D ．①③④C解析：C用同一双缝干涉装置做实验甲光间距x ∆较大，由公式L x d λ∆=可知甲光的波长较长，①错误；再由公式c f λ=可知，甲光的频率较小，则甲光的折射率较小，③错误；由c n v=甲光在介质中的传播速度较大，②正确；由E hf =可知，甲光的能量较小， ④正确。

故选C 。

2．如图所示，氢原子在不同能级间发生a 、b 、c 三种跃迁时，释放光子的波长分别是λa 、λb 、λc ，下列关系式正确的是（）A ．λb ＝λa +λcB ．b c a b c λλλλλ=+C ．a c b a c λλλλλ=+D ．a b c a bλλλλλ=+ C 解析：C因为 E m ﹣E n ＝hv ＝hc λ结合图可知E b ＝E a +E c所以有 =+ba c hchc hc λλλ得a cb a cλλλλλ=+ 故ABD 错误；C 正确；故选C 。

3．如图甲所示为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱．已知谱线a 是氢原子从n =4的能级跃迁，到n =2的能级时的辐射光，则谱线b 是氢原子A ．从n =3的能级跃迁到n =2的能级时的辐射光B ．从n =5的能级跃迁到n =3的能级时的辐射光C ．从n =4的能级跃迁到n =3的能级时的辐射光D ．从n =5的能级跃迁到n =2的能级时的辐射光D解析：D谱线a 是氢原子从n =4的能级跃迁到n =2的能级时的辐射光，波长大于谱线b ，所以a 光的光子频率小于b 光的光子频率；所以b 光的光子能量大于n =4和n =2间的能级差．n =3跃迁到n =2，n =4跃迁到n =3，n =5跃迁到n =3的能级差小于n =4和n =2的能级差；只有n =5和n =2间的能级差大于n=4和n=2间的能级差．故选D ．【点睛】解决本题的关键知道能级差与光子频率的关系，以及知道光子频率大小与波长大小的关系．4．如图所示为氢原子的能级图，已知金属钨的逸出功为4.54eV ，则下列说法正确的是（）A ．处于基态的氢原子可以吸收10.3eV 的光子而被激发B ．一个氢原子处于n =4能级，最多辐射6种波长的光C ．用n =4能级跃迁到n =2能级的辐射光照射钨，能发生光电效应D ．氢原子从能级n =4跃迁到n =3比从能级n =3跃迁到n =2辐射的电磁波波长要长D 解析：DA ．处于基态的氢原子可以吸收(-3.40eV)-(-13.6eV)=10.2eV 的光子而被激发，但是不能吸收能量为10.3eV 的光子，选项A 错误；B ．一个氢原子处于n =4能级，最多辐射3种波长的光，分别对应于4→3，3→2，2→1的跃迁，选项B 错误；C ．从n =4能级跃迁到n =2能级辐射光子的能量为(-0.85eV)-(-3.4eV)=2.55eV<4.54eV ，则当照射钨时不能发生光电效应，选项C 错误；D ．能级n =4到n =3的能级差要比能级n =3到n =2的能级差小，则氢原子从能级n =4跃迁到n =3比从能级n =3跃迁到n =2辐射的电磁波波长要长，选项D 正确。

有机化学课后题答案chapter06

第六章习题6-1（1）b > a > c （2）c > d > a > b （3）c > b > a 习题6-2(H 3C)2NN NSO 3Na(H 3C)2NN NHSO 3Na+(1)yellowredOHOO -O -OHOO colorlesspurple(2)习题6-3（1）后者具有更大的最大吸收波长；（2）后者有两个吸收峰，一个在长波方向，吸收强度较弱的n π*跃迁吸收，且两个吸收峰的强度均有增加；（3）后者具有更大的最大吸收波长；（4）通过测定中性条件和碱性条件的紫外光谱，前者因为酚羟基可以在碱性条件下电离，所以两种条件下测定的谱图有明显区别，后者则差别不大。

习题6-4红外光谱中官能团的伸缩振动频率主要与键的强度以及成键原子的质量有关。

c > b > a > g > e > d > f 习题6-5· 244 · 第十一章氧化还原反应 a 、前者没有1050~1250 cm -1的C －O 伸缩振动吸收； b 、后者没有—COOH 的C=O 伸缩振动在1700~1750 cm -1； c 、前者没有—COOH 的O －H 伸缩振动吸收，在2500~3200 cm -1。

习题6-6前者为三取代烯烃，后者为四取代烯烃，在IR 指纹区的650~1000 cm -1范围有明显差异，且后者在1385~1365cm -1处有一个异丙基的特征吸收。

CH 3C 3CHCH 2CH 3在840－790cm -1处存在一个＝C-H 弯曲振动吸收；而且在1385－1365cm -1处有－CH 3 的 C -H 弯曲振动吸收；在1450－1420cm -1处有－CH 2 ,-CH 的 C -H 弯曲振动吸收CH 3CCH 3CCHCH 3CH3CH 3在～1385cm -1和～1368cm -1处存在两个强度相等的吸收峰；为－CH （CH 3）2 的特征吸收。

(必考题)高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》检测(答案解析)(6)

一、选择题1．(0分)[ID：130652]在相同的条件下，先后用甲、乙两种不同的单色光，用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上产生的相邻两条亮纹的间距不同，其中甲光间距较大。

则甲光比乙光（）①在真空中的波长短②在玻璃中传播速度大③在玻璃中传播时，玻璃的折射率大④其光子能量小A．①②③B．①③C．②④D．①③④2．(0分)[ID：130637]下列说法正确的是（）A．光的波动性是光子之间相互作用的结果B．玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大3．(0分)[ID：130635]如图所示，圆心为O的半圆形某透明玻璃砖置于水平桌面上，一束复色光从P点入射玻璃砖（法线如图虚线所示），在玻璃砖中分为两束单色光a、b，其中a光与法线夹角为α，且在A处恰好发生全反射，b光入射到B点。

则下列说法正确的是（）A．a光的光子能量小于b光的光子能量B．玻璃砖对b光的折射率大于1 cosαC．a光从P到A的传播时间小于b光从P到B的传播时间D．a光从P到A的传播时间等于b光从P到B的传播时间4．(0分)[ID：130598]关于光电效应，以下说法正确的是（）A．光电效应证明了光的波动性B．金属的极限频率与照射光的强弱及频率无关C．同种金属分别用不同频率的光照射，遏止电压相同D．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比5．(0分)[ID：130595]用图甲同一实验装置研究光电效应现象，分别用A、B、C三束光照射光电管阴极，得到光电管两端电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中A、C两束光照射时对应的遏止电压相同，根据你所学的相关理论判断下列论述正确的是（）A．B光束光子的能量最大B．A、C两束光的波长相同，要比B的波长短C．三个光束中B光束照射时单位时间内产生的光电子数量最多D．三个光束中A光束照射时光电管发出的光电子最大初动能最大6．(0分)[ID：130594]如题图所示，图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用a、b、c光照射光电管得到的I-U图线，U c1、U c2表示遏止电压，下列说法正确的是（）A．a光的波长大于b光的波长B．a、c光的强度相等C．光电子的能量只与入射光的强弱有关，而与入射光的频率无关D．在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流一直会增加7．(0分)[ID：130582]如图所示，是波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法正确的是（）A．所辐射的光子的频率最多有6种B．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小C．从高能级向低能级跃迁时电子的动能减小、原子的势能增加、原子的总能量减小D．金属钾的逸出功为2.21eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有2条8．(0分)[ID：130577]如图，弧光灯发出的光，经过下列实验后产生了两个重要的实验现象。

【单元练】北京市北大附中高中物理选修3第四章【原子结构和波粒二象性】经典测试(含答案解析)

一、选择题1．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。

用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转。

下列说法不正确的是（）A．a光的频率一定大于b光的频率B．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应C．电源正极可能与c接线柱连接D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f B解析：BABC．由于电源的接法不知道，所以有两种情况：(1)c接负极，d接正极：单色光a频率大于金属的截止频率，b光的频率小于金属的截止频率，所以a光的频率一定大于b光的频率。

(2)c接正极，d接负极：a、b两光可能都发生光电效应，a光产生的光电子能到达负极而b 光产生的光电子不能到达负极，a光产生的光电子的最大初动能大，所以a光的频率一定大于b光的频率，故A、C正确，不符合题意；B错误，符合题意；D．电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f，故D正确，不符合题意。

故选B。

n 激发态的氢原子辐射出的光照射如图2 2．如图1所示为氢原子能级图，用大量处于4光电管阴极，阴极K的逸出功为1.05eV。

电路中有光电流产生，以下说法正确的是（）A ．若将滑片右移，电路中光电流增大B ．若将电源反接，电路中没有光电流产生C ．逸出的光电子最大初动能为192.410J -⨯D ．氢原子向低能级跃迁时辐射的光中只有5种光子能使阴极K 发生光电效应D 解析：DA ．电流达到饱和光电流后，再增大正向电压，光电流不会增大，A 错误；B ．电源反接，没有达到遏止电压前，电路中还是有光电流的，B 错误；C ．处于4n =激发态的氢原子辐射出的光的最大能量为0.85(13.6)12.75eV E =---=根据光电效应方程得1918km 12.75 1.0511.7eV=11.7 1.610J 1.87210J E h W ν--=-=-=⨯⨯=⨯C 错误；D ．氢原子向低能级跃迁时，共有6种情况，其中释放能量最小的是第4能级向第3能级跃迁，释放的能量为0.66 eV ，低于阴极K 的逸出功为1.05eV ，其他的均大于逸出功。

复习-chp3

讨论：
Ii , I g , hI
非负实函数
其FT是厄米函数
余弦函数是这种系统的本征函数
Gi ,Gg ,H
厄米函数
①强度余弦分量在经过系统后仍为同频率的余弦输出。
I imax Iinin Vi I i max I inin
象的调制度
Vg
I g max I g max I g max I g max

H *( , ) H ( , )d d

H ( , )
2
d d
H ( , )
2
d d
结论：同一系统OTF等于CTF的自相关归一化函数。有、无像差的系统都成立。
CTF：
H ( , ) P(di , di )

OTF：
H( , )

P( x, y) P( x d , y d )dxdy
i i
P( x, y)dxdy
①OTF是光瞳函数的自相关归一化函数
S ( , ) ②几何解释 H ( , ) S0
衍射受限系统OTF的性质 ①非负实函数，只有MTF，无PTF ② H (0,0) 1
MTF（调制传递函数） PTF（相位传递函数）
MTF：系统对各频率分量对比度的传递特性 PTF：系统对各频率分量施加的相移
H I ( , ) Gi ( , ) M ( , ) H I (0,0) Gg ( , ) ( , ) ( , ) ( , ) i g i
物(理想象)的调制度
② 对比度和相位的变化取决于系统传递函数中的模和幅角。
Vi M ( , )Vg i ( , ) g ( , ) ( , )

合工大材料现代分析测试方法习题答案(1)

第一章1. X 射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？（1）用CuK αX 射线激发CuK α荧光辐射；（2）用CuK βX 射线激发CuK α荧光辐射；（3）用CuK αX 射线激发CuL α荧光辐射。

3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”？4. X 射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描述它？5. 产生X 射线需具备什么条件？6. Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？7. 计算当管电压为50 kv 时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能。

8. 特征X 射线与荧光X 射线的产生机理有何异同？某物质的K 系荧光X 射线波长是否等于它的K 系特征X 射线波长？9. 连续谱是怎样产生的？其短波限V eV hc 301024.1⨯==λ与某物质的吸收限kk k V eV hc 31024.1⨯==λ有何不同（V 和V K 以kv 为单位）？ 10. Ⅹ射线与物质有哪些相互作用？规律如何？对x 射线分析有何影响？反冲电子、光电子和俄歇电子有何不同？11. 试计算当管压为50kv 时，Ⅹ射线管中电子击靶时的速度和动能，以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少？12. 为什么会出现吸收限？K 吸收限为什么只有一个而L 吸收限有三个？当激发X 系荧光Ⅹ射线时，能否伴生L 系？当L 系激发时能否伴生K 系？13. 已知钼的λK α＝0.71Å，铁的λK α＝1.93Å及钴的λK α＝1.79Å，试求光子的频率和能量。

试计算钼的K 激发电压，已知钼的λK ＝0.619Å。

已知钴的K 激发电压V K ＝7.71kv ，试求其λK 。

14. X 射线实验室用防护铅屏厚度通常至少为lmm ，试计算这种铅屏对CuK α、MoK α辐射的透射系数各为多少？15. 如果用1mm 厚的铅作防护屏，试求Cr K α和Mo K α的穿透系数。

(完整word版)黄酮习题

【习题】一、名词解释1．黄酮类化合物2．碳苷3．四氢硼钠反应4．盐酸-镁粉反应5．锆-枸橼酸反应6．RDA裂解7．Wessely-Moser重排8．pH梯度萃取法9．插烯酸二、填空题1．黄酮类化合物是指含有骨架的一类成分。

2．确定黄酮化合物结构具有5-OH的方法有、、。

3．黄酮类化合物因其结构的不同而在水中的溶解度不同。

其中和等系非平面性分子，水中溶解度较大；和等系平面性分子，在水中溶解度较小；虽也具有平面性结构，但因以离子形式存在，亲水性最强，水溶度最大。

4．对黄酮醇类化合物和二氢黄酮醇类化合物来说，可用显色反应进行区分。

5．下列化合物混合在一起，现用Sephadex-LH20柱色谱进行分离，请写明它们的流出顺序为： > > > > > 。

6．花青素类化合物的颜色随pH不同而不同，一般呈在pH<7的条件下呈现色，在pH 为8.5的条件下呈现色，在pH>8．5的条件下呈现色。

7．有下面一组化合物，请写明其酸性强弱的先后顺序为 > > > 。

8．有下列四个化合物，请比较它们酸性的强弱， > > > 。

9．有下列四个化合物，请比较它们酸性的强弱， > > > 。

1O．用硅胶柱色谱分离下列一组化合物，用CHCl3-MeOH进行洗脱，这四个化合物保留时间的大小顺序为： > > > 。

11．用葡聚糖凝胶Sephadex-LH20分离黄酮苷化合物时，分离主要原理是，当用此凝胶分离黄酮苷元时，则主要是依靠作用，这种作用强度大小取决于。

12．纸色谱法是分离和鉴定黄酮苷类化合物的一种常用的方法，常采用双向展开方式，第一向展开剂常采用性溶剂，分离原理为，第二向展开剂常选用溶液，主要分离原理为。

13．有下列四种黄酮类化合物A、B、C、D请比较其酸性和极性的大小：酸性 > > > ；极性 > > > 。