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1、22春数学物理方法离线作业一及答案参考1. 2010年4月14日，青海玉树发生里氏7.1级地震，给人们造成了几十年不遇的重大灾害。因为地震产生的声波属于_2010年4月14日，青海玉树发生里氏7.1级地震，给人们造成了几十年不遇的重大灾害。因为地震产生的声波属于_(填“次声波”或“超声波”)，所以地震前人们并没有感知到倒塌房屋中的一些被困人员，通过敲击物体使其_发出声音，被及时获救。次声波；振动2. 教室内用来放映投影片的银幕，表面是白色且粗糙的，其目的是 A. 不反射光 B. 能折射光C. 发生漫发射 D. 发教室内用来放映投影片的银幕，表面是白色且粗糙的，其目的是A. 不反射光B. 能折射
2、光C. 发生漫发射D. 发生镜面发射C3. 用膜渗透压法测定某聚合物溶液，在同一坐标中，画出下列情况的对c曲线：用膜渗透压法测定某聚合物溶液，在同一坐标中，画出下列情况的对c曲线：见图3-5。 $见图3-6。 4. 在菲涅耳双面镜的夹角为1&39;，双面镜交线到光源和屏的距离分别为10cm和1m。设光源发出的光波波长为550nm，试在菲涅耳双面镜的夹角为1，双面镜交线到光源和屏的距离分别为10cm和1m。设光源发出的光波波长为550nm，试决定光源的临界宽度和许可宽度。双面镜干涉装置中光源的临界宽度b和于涉孔径角的关系为。 光源的临界宽度 光源的许可宽度为 5. 试述聚合物结晶与非晶结构模型。
3、试述聚合物结晶与非晶结构模型。(1)结晶高聚物的结构模型 两相结构模型，又叫缨状胶束模型或织态结构模型，它是把整块高聚物看作是晶体嵌在无定形之中。 实验依据：X射线衍射图案中，除有代表晶区结构的衍射环外，还有与非晶区对应的弥散环；高聚物的熔点是个范围；高分子晶体尺寸为110-6610-6cm，小于高分子链长(10-410-3cm)。 模型要点：单个大分子能同时穿过一个或几个晶区和非晶区，所以晶区和非晶区两相共存且不分离；晶区是若干个分子链段规整堆砌而成，链段轴与晶轴平行；非晶区中大分子链仍是无规卷曲且相互缠结；结晶度是晶区所占聚集体中的百分数。 能解释的事实：晶区尺寸小于高分子链长，结晶不完善
4、，熔点是个范围常称作熔限。 不能解释的事实：聚癸二酸乙二醇酯是球晶，用苯腐蚀后，非晶部分消失，只剩下发射状的晶区。这说明晶区与非晶区相互共存，但可分离，另外，现在可制备出结晶度高达90%的聚合物，这用两相结构模型是不能解释的，特别是单晶的发现，使人们对这个模型的真实性表示怀疑。现仍可用于解释快速结晶得到的结晶结构。 规整折叠链结构模型。把高聚物晶体看成是由链规整折叠的片晶所构成。 实验依据：很多高聚物在适宜的条件下，都能生成单晶体，不同高聚物的单晶外形不同；晶片的厚度大都为10-6cm，但分子链长却为10-410-3cm，所以晶片的厚度与相对分子质量无关；电子衍射发现分子链方向与晶片表面垂直。
5、 模型要点：在不影响键长、键角且表面能最小的前提下，整个大分子链是规整地反复地排入晶格的；为了使体系能量更低、更稳定，大分子链折叠时有自动调整厚度的倾向，且晶片厚度为10-6cm最合适，这个数值是通过计算得出的。也可做如下的定性解释：若折叠的厚度越小，比表面积就越大，则表面能越小，为了减少表面能，要求折叠的越小越好。但大分子链折叠的厚度越小，拐的弯子就越多，在拐弯处为旁式构象，其余为反式构象。所以，晶片厚度越小，所含的旁式构象就越多，体系的能量就越高，越不稳定。这两种反向作用的结果，使晶片厚度恰好为10-6cm时最合适。 能解释的事实：高分子能形成单晶，且晶片的厚度与相对分子质量无关。 不能解
6、释的事实：高聚物取向后强度增加；X射线衍射为什么有弥散环；晶体密度小于按晶胞参数计算的理论值。 松散折叠链模型。实验依据：电子显微镜、核磁共振和其他实验研究发现，即使在高聚物单晶中，仍然存在着晶体缺陷，特别是有些单晶的表面结构非常松散，使单晶的密度远小于理想晶体的密度值，并测得单晶的结晶度为75%85%。这说明即使是单晶，其表面层在一定程度上也是无序的。基于这些实验事实，Fisher提出了松散折叠链模型，作为对原来规整折叠链模型的一种修正。 模型要点：在结晶高聚物的晶片中，仍以折叠的分子链为基本结构单元，只是折叠处可能是一个环圈，松散而不规整(相当于非晶区)，而在晶片中，分子链的相邻链段仍然是
7、相邻排列的。 插线板模型。Flory以聚乙烯的熔体结晶为例，进行了半定量的推算，证明由于聚乙烯分子的无规线团在熔体中松弛的时间太长，而实验观察到聚乙烯的结晶速度又很快，结晶时分子链根本来不及作规整的折叠，而只能是局部链段无规地排入晶片中。在同一个晶片中，可以是同一个分子链的链段，也可以是其他大分子链的链段，根本不全是由同一个分子链相连接的链段。因此，对同一层晶片而言，其中链的排列方式与老式电话交换台的插线板相似。晶片表面上的分子链就像插头电线那样，毫无规则，也不紧凑，构成非晶区。所以这种模型称为插线板模型。 伸直链模型。1969年，有人用固态聚合制得聚双炔类宏观单晶体，其中大分子链是完全伸直的
8、，如图2-7所示。单晶体积较大，可达厘米级。伸直的分子链方向平行于晶面，晶体的强度很大。另外，聚乙烯在高压下也可以得到完全伸直链的晶体(图2-1)。 隧道-折叠链模型。鉴于实际高聚物结晶大多是晶相与非晶相共存，各种结晶模型都有其片面性，Hosemann综合了各个结晶模型的特点，提出了一种折衷的模型，称为隧道一折叠链模型。它包括了在高聚物晶态结构中所有可能存在的各种形态。因而特别适用于描述半晶聚合物中复杂的结构形态。 (2)高聚物非晶态的结构模型 两相模型(或两相球粒模型)。实验事实：实验测得许多高聚物非晶与结晶密度比a/c为0.850.96，而按分子链呈无规线团形态的完全无序的模型计算，a/c
9、0.65，这种密度比的偏高说明非晶中包含有规整排列部分；有些聚合物如聚乙烯、聚酰胺等结晶速度很快，这用无规线团模型是难以想像的。另外，电子显微镜发现有直径为5nm左右的小颗粒(有序区)。 模型要点：非晶态结构由折叠链构成的粒子相(有序区)和由无规线团构成的粒问相(无序区)组成。用这一模型就可以解释上述实验事实。 无规线团模型。实验事实：橡胶的弹性理论完全是建立在无规线团模型的基础上，在小形变下，这个理论能很好地与实验相符；橡胶的弹性模量和应力一温度系数关系并不随稀释剂的加入而有反常的改变；在非晶高聚物的本体和溶液中，分别用高能辐射使高分子发生交联，实验结果并未发现本体体系中发生分子内的交联倾向
10、比溶液中更大；用x射线小角散射实验测定含有标记分子的聚苯乙烯本体试样中聚苯乙烯分子的旋转半径，与在溶液中聚苯乙烯分子的旋转半径相近；特别是中子小角散射实验测定一些聚合物本体的回转半径与在溶液中一样。 模型要点：非晶态结构完全由无序的无规线团组成。 6. 下列哪种通信没有采用电磁波传递信号（）A有线电话B手机C卫星电视D无线广播下列哪种通信没有采用电磁波传递信号（）A有线电话B手机C卫星电视D无线广播手机、无线对讲机、电视机工作时都要利用电磁波来传递信息，而固定电话是通过电流来传递信息的故选A7. 切向加速度的投影a为负的含义是什么?有人说：“某时刻a0，说明该时刻质点的运动是减速的”。你认为切
11、向加速度的投影a为负的含义是什么?有人说：“某时刻a0，说明该时刻质点的运动是减速的”。你认为这种说法对吗?如何判断质点作曲线运动是加速的还是减速的?正确答案：加速度a沿切线的投影a为负的含义是a的方向与所选自然坐标的正向相反因此a为负是减速的说法是不对的。若加速度与速度之间的夹角是钝角是减速的；反之则是加速的。也可以用矢量点乘来表示：若a.v=|a|.|v|cos=av0是减速的a.v=|a|.|v|cos=av0是加速的。注意用自然坐标系时av是代数量在此v=v.并不代表v的大小。加速度a沿切线的投影a为负的含义是a的方向与所选自然坐标的正向相反,因此a为负是减速的说法是不对的。若加速度与
12、速度之间的夹角是钝角,是减速的；反之,则是加速的。也可以用矢量点乘来表示：若a.v=|a|.|v|cos=av0是减速的,a.v=|a|.|v|cos=av0是加速的。注意,用自然坐标系时a,v是代数量,在此v=v.并不代表v的大小。8. 一个刚学站在竖直平面镜前1 m处，镜中的像与他相距 A1 m B2 m C0 m D0.5 m一个刚学站在竖直平面镜前1 m处，镜中的像与他相距A1 mB2 mC0 mD0.5 mB9. ( )目前认为不是基本粒子。A、电子B、正电子C、反中子D、Higgs玻色子( )目前认为不是基本粒子。A、电子B、正电子C、反中子D、Higgs玻色子正确答案：C10.
13、电与磁不同的一点是，不存在磁单极。( )电与磁不同的一点是，不存在磁单极。( )正确答案：11. 沿光滑直铁轨设置x轴，火车以额定功率在此铁轨上行驶时，它的加速度ax与速度x的乘积是恒量，记作C。设t=0时，火沿光滑直铁轨设置x轴，火车以额定功率在此铁轨上行驶时，它的加速度ax与速度x的乘积是恒量，记作C。设t=0时，火车的位置x=0，速度x=0，试求x-t，ax-t，x-x，x-t诸关系式。据题设，有 ，xdx=Cdt， 积分 可得 即有 可见火车作变加速直线运动。 由 ，x2dx=Cdx 积分 可得 式联立，即得 12. 铝在=500nm时，n=15，nk=32，求正入射时的反射率和反射的
14、位相变化。铝在=500nm时，n=15，nk=32，求正入射时的反射率和反射的位相变化。正确答案：解 正入射时反射率为rn解正入射时反射率为13. “歼-20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能_，“歼-20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能_，重力势能_（选填“变大”、“不变”或“减小”）；“歼-20”可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它表面涂有一层特殊材料，这种材料能够_（选填“增强”或“减弱”）对电磁波的吸收作用，秘密之二在于他表面制成特殊形状，这种形状能够_（选填“增强”或“减弱”）电磁波反射回雷达设备“歼20”在空中加速向下俯冲时，质量不变，速度不断增大，动能增大高度不断减小，重力势能不断减小现代的“隐形飞机”之所以能够避开雷达的探测，其原因在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够减弱电磁波的反射，同时隐形飞机的表面有一层特殊材料，这种材料能够增强对电磁波的吸收作用，使得雷达接收到的电磁波发生变化，即导致雷达无法根据反射回来的电磁波判断前方物体故答案为：增大；减小
