高中物理竞赛讲义：物理光学 原子物理

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1、专题十六物理光学原子物理【扩展知识】一、光程光在介质中传播的路程L与该介质的折射率n的乘积nL称为光程，即S=nL.光在传播过程中其位相变化ΔΦ与光程的关系是　　　　　　　　　　。式中λ为光在真空中的波长。在真空中或空气中n=1，光传播的路程就等于光程。二、半波损失光由光疏介质射向光密介质在两介质分界面上发生反射时，光的相位要发生180°的变化，相当于有半个波长的光程差，称为半波损失。反之，当光由光密介质射向光疏介质在分界面上发生反射时，其相位不发生变化，因此，这时没有半波损失。三、玻尔的原子理论定态理论（量子化能级）：原子只能处于一系列

2、不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。　　跃迁假设：原子从一种定态（能量Em）跃迁到另一种定态（能量En）时，要辐射（或吸收）一定频率的光子，光子能量（hv）由这两个定态的能量差决定的。即hv=Em-En。　　轨道假设（量子化轨道）：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态（能量）是不连续的，与它相对应的电子轨道分布也是不连续的。只有满足轨道半径跟电子动量乘积等于的整数倍，才是可能轨道，即：其中n是正整数叫做量子数。玻尔模型中的氢和类氢原子半径和电子

3、在每一个轨道上的总能量。四、原子核的结合能和每个核子平均结合能【典型例题】例题1：（第十三届全国物理竞赛初赛题）一台二氧化碳气体激光器发生的激光功率为N=1000W，出射的光束截面积为A=1.00mm2.试问:（1）当该光束垂直入射到一物体平面上时,可能产生的光压的最大值为多少?（2）这束光垂直射到温度T为273K,厚度d为2.00cm的铁板上,如果有80%的光束能量被激光照射到的那一部分铁板所吸收,并使其熔化成为光束等截面积直圆柱形孔,这需多长时间?已知：对于波长为λ的光束,每一个光子的动量为k=h/λ,式中h为普朗克常量,铁的有关参数

4、为:热容量C=26.6J/(mol·k),密度ρ=7.9×103kg/m3,熔点Tm=1797k,熔解热Lm=1.49×104J/mol,摩尔质量μ=56×10-3kg/mol。例题2：（第十三届全国物理竞赛决赛题）由阴极K发射的电子(质量为m,电量e,设其初速度为零)经加速极A加速后垂直射向一开有两条平行狭缝的屏,电子自狭缝出射后打到一荧光屏上,如图所示.由于电子具有波动性,荧光屏将出现明暗相间的条纹.设加速极A与阴极K之间的电压为U,两平行狭缝间的距离为d.试问:（1）在整个装置的轴线与荧光屏的交点O处,将出现暗条纹还是明条纹?（2）

5、设位于轴线外侧的第一条亮条纹出现在θ角处,写出θ的表示式(以m,e,d,U及其他有关恒量表示).例题3：（第四届全国物