近代物理试验试题

近代物理实验习题

一、夫兰克-赫兹实验

1．夫兰克-赫兹实验证实了

2．为使原子从低能级向高能级跃迁可以通过哪些方法来实现？

3．画出夫兰克-赫兹实验的实验装置和电路图。并标明各部分电压及作用。

4．如何解释夫兰克-赫兹实验曲线。

5．在夫兰克-赫兹实验管中为何在第二栅极与板极之间加反向拒斥电压？

6．夫兰克-赫兹实验曲线上第一个峰的位置是否对应于氩原子的第一激发电势？

7．夫兰克-赫兹实验曲线为何程周期性变化？

8．夫兰克-赫兹实验是否需要预热？预热条件？

操作题：

1．用手动方式采集数据并作出夫兰克-赫兹实验曲线，并用逐差法求出氩原子的第一激发电势，并与公认的11.5V比较求出测量误差。

要求：按标牌设置相关参数，最大的第二栅压为45V.

2. 用自动方式在示波器上显示出夫兰克-赫兹实验曲线。

要求：按标牌设置相关参数，最大的第二栅压为80V.

二、钠原子光谱的拍摄与分析

1．钠原子为何存在量子数亏损？

2．有效量子数反映了的总效果。

3．钠原子光谱中通常可以观察到哪几个线系？写出各线系的波数表达式。

4．如何解释钠原子光谱的精细结构？自旋-轨道耦合引起能级分裂。S，P，D，F能级分别是单重能级还是双重能级？跃迁的选择定则？

5．钠原子光谱实验中光栅光谱仪的负高压应调至多大？

6．关机顺序。

操作题

1．进入工作界面设置工作参数

2．调整外光路，测得主线系的第一条谱线的波长。

塞曼效应实验

3．写出原子的总磁矩与总角动量间的关系式

4．写出朗德g因子的表达式

5．写出具有磁矩的原子在外磁场中的附加能量表达式，其中M可取哪些值？

6．无外磁场时的一个能级在外磁场的作用下分裂为多少个子能级？

7．塞曼效应中并非任何两个能级的跃迁都是可能的，跃迁必须满足哪些选择定则？

8．当△M=0时产生哪种线？沿垂直于磁场方向观察时光振动方向如何？沿平行于磁场方向观察时能否观察到此光？

9．当△M=±1时产生哪种线？沿垂直于磁场方向观察时光振动方向如何？沿平行于磁场方向观察时能否观察到此光？此时的光是线偏振光还是圆偏振光？

10．简述塞曼效应现象，写出分裂后的谱线与原谱线的波数差的表达式。

11．汞绿线5461埃对应于6s7s 3S1→6s6p 3P2的跃迁，在外磁场中上下能级分别分裂成为多少个子能级？按选择定则有几种跃迁？在能级图上画出跃迁谱线。

12．在F-P标准具中，对于同一波长的干涉环直径大的干涉序高还是直径小的干涉序高？小的。不同波长同序的干涉环直径大的波长大还是直径小的波长大？小的。

13．同一干涉序中不同波长的两环的波数差与相应的花纹直径有怎样的关系？写出表达式。

14．根据塞曼效应实验测电子的荷质比应测得那些物理量？

操作题

1．使用特斯拉计测电磁铁中通有I=1A时两磁极间的磁感应强度。

2．调整F-P标准具、直读式望远镜等器件观察塞曼效应现象。

3．测出同一波长K序及K-1序两环的直径。

三、激光拉曼谱

1．用频率是V0的单色光照射透明的物体时，发现在散射光中有瑞利光、斯托克斯线及反斯托克斯线，试用量子的观点解释之。

2．在同一温度下为什么反斯托克斯线的强度比斯托克斯线的强度弱的多？

3．拉曼光的频率是否随入射光的频率发生变化？拉曼光的频率与入射光的频率之差是否随入射光的频率发生变化？拉曼频移与何因素有关？

4．简述拉曼效应现象，并用量子的观点解释之。

操作题

1．调整外光路，打印出四氯化炭的拉曼谱。

2．进入工作界面设置工作参数，整外光路，并设定域值。

五、脉冲核磁共振

问答题

1、如何寻找样品在给定磁场中的共振频率？简略说明其步骤。

2、如何测定横向驰豫时间T2？简略说明其步骤。

3、如何测定纵向驰豫时间T1？简略说明其步骤。

4、解释一下什么是脉冲核磁共振现象。

5、横向驰豫时间T2的物理意义？

6、纵向驰豫时间T1的物理意义?

7、写出样品的谐振频率υ的数学表达式。已知样品的旋磁比为γ，所加的静磁场为B0 。

8、什么是射频脉冲？90°射频脉冲和180°射频脉冲的FID信号幅值是怎样的？为什么？

9、什么是90°-τ-180°脉冲序列和180°-τ- 90°脉冲序列？这些脉冲的参数tp，τ，T等要满足什么要求？

10、磁场不均匀对FID信号和自旋回波有何影响？利用它们来测T1和T2值是否受到磁

场不均匀的影响？

操作题

1、校准所测样品的共振频率。

2、测定样品的横向驰豫时间T2。

3、测定样品的纵向驰豫时间T1。

填空题

1、测量样品的横向弛豫时间T2采用＿＿＿＿＿＿＿＿法。

2、测量样品的纵向弛豫时间T1采用＿＿＿＿＿＿＿＿法。

六、密立根油滴实验

问答题

1、密立根油滴实验中油滴所带电量q通过测量哪两个测量量来确定？

2、简述密立根油滴实验的实验仪器调节步骤。

3、简述密立根油滴实验的实验系统组成。

4、密立根油滴实验中为什么要进行仪器的调平？

5、密立根油滴实验中选取合适的油滴的原则是什么？

6、为什么向油雾室喷油时，一定要使电容器的两平行极板短路？

操作题

1、做好油滴测量前的仪器调节步骤。

2、通过测量一个油滴在平行极板间的一次运动，测出并记录平衡电压U、运动距离L、运动时间t g。

填空题