《福建师范大学21春《热力学与统计物理》离线作业一辅导答案41》由会员分享，可在线阅读，更多相关《福建师范大学21春《热力学与统计物理》离线作业一辅导答案41（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、福建师范大学21春热力学与统计物理离线作业一辅导答案1. 我国古书梦溪笔谈中记载：行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭的敌人的马蹄声，其原因是我国古书梦溪笔谈中记载：行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭的敌人的马蹄声，其原因是_能够传声，且比空气传声的速度行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭的敌人的马蹄声，声音是通过土地、竹筒等固体传过来的，其原因是固体能传声，且比空气传声速度快故答案为：固体2. 本征半导体、单一的杂质半导体都和PN结一样具有单向导电性吗?本征半导体、单一的杂质半导体都和PN结一样具有单向导电性吗?本征半导体和单一的杂质半
2、导体并不具有单向导电性。3. 如果不存在碰撞机制，在外电场下，金属中电子的分布函数如何变化?如果不存在碰撞机制，在外电场下，金属中电子的分布函数如何变化?如果不存在碰撞机制，当有外电场后，电子波矢的时间变化率 上式说明，不论电子的波矢取何值，所有价电子在波矢空间的漂移速度都相同如果没有外电场时，电子的分布是一个费密球，当有外电场后，费密球将沿与电场相反的方向匀速刚性漂移，电子分布函数在波矢空间永远达不到一个稳定分布 4. 外力对质点不作功时，质点是否一定作匀速运动?外力对质点不作功时，质点是否一定作匀速运动?外力对质点不作功时，表示质点动能不变，因此只能得到速度大小不变因此质点不一定作匀速运动
3、例如光滑水平面上，小球由细绳牵引绕某点做匀速圆周运动，外力对质点不做功，但质点速度方向不断变化5. 高聚物在交变的应力作用下，形变落后于应力的现象称为：( ) (A)蠕变 (B)应力松弛 (C)内耗 (D)滞后高聚物在交变的应力作用下，形变落后于应力的现象称为：()(A)蠕变(B)应力松弛(C)内耗(D)滞后D6. 设费米气体的粒子有三个非简并能级0，2，如果气体最多能有两个粒子，试求气体的巨配分函数及平均粒子数设费米气体的粒子有三个非简并能级0，2，如果气体最多能有两个粒子，试求气体的巨配分函数及平均粒子数体系的巨配分函数为 ， (1) 式中，为化学势平均粒子数为 . (2) 7. 站在平面
4、镜前的人向平面镜走近的过程中，他的像和人相比A逐渐变大B大小不变C逐渐变小D有时变大，有时变小站在平面镜前的人向平面镜走近的过程中，他的像和人相比A逐渐变大B大小不变C逐渐变小D有时变大，有时变小B平面镜成的像与物体等大，因此人向平面镜走近的过程中他的像和人相比大小不变。故选B。8. 阅读下列短文，完成文后问题 荧光灯比白炽灯省电的原因荧光灯，其管壁上涂有荧光物质。管内装了一些氮和水银阅读下列短文，完成文后问题荧光灯比白炽灯省电的原因荧光灯，其管壁上涂有荧光物质。管内装了一些氮和水银蒸气。当电流通过时，这些气体就发出了人眼看不见的紫外线，紫外线射到荧光粉上就发出可见光。日光灯就是一种荧光灯，其
5、正常发光时的温度大约40到50，而白炽灯需要电流把灯丝加热到2500左右才发光，其中大约只有8%的能量转变成可见光。（1） 紫外线虽然看不见，但它在日常生活中有很多应用，试举一例：_（2）从能量转化的角度说明荧光灯比白炽灯省电的原因：_。（1）验钞机；（2）荧光灯损耗的内能比白炽灯少9. “土电话”表明_能传声；鱼会被岸上的说话声吓跑，表明_能传声；人们能听到雷声，表明_能传声；登“土电话”表明_能传声；鱼会被岸上的说话声吓跑，表明_能传声；人们能听到雷声，表明_能传声；登上月球的宇航员即使相距很近，也听不到对方的讲话声，这是由于_不能传声“土电话”是通过绳子传播声音的，所以表明固体能传声；鱼
6、会被岸上的说话声吓跑，是声音通过水传给鱼，表明液体能传声；人们能听到雷声，是声音通过空气传播的，表明气体能传声；月球上是真空，真空不能传声故答案为：固体；液体；气体；真空10. 1884年瑞士的一所女子中学的教师巴耳末仔细研究氢原子光谱的各可见光谱线的“波数”(即1/)时，发现它们可以用1884年瑞士的一所女子中学的教师巴耳末仔细研究氢原子光谱的各可见光谱线的“波数”(即1/)时，发现它们可以用下式表示：，n=3，4，5，其中R为一常量，叫里德伯常量。试由氢原子的能级公式求里德伯常量的表示式并求其值(现代光谱学给出的数值是R=1.0973731534107m-1)。氢原子的能级公式为： 氢原子
7、的可见光谱是从n3的态跃迁到n=2发的光形成的。根据频率条件有 与巴耳末公式对比，得里德伯常量为 =1.11107m-1知识点窍 氢原子的能级公式。 逻辑推理 根据频率条件对氢原子的能级公式进行变形即可得到巴耳末公式。 11. 在没有其它光源的情况下，舞台追光灯发出的绿光照射到穿白上衣、红裙子的演员身上时，则观众看到的是A全身都在没有其它光源的情况下，舞台追光灯发出的绿光照射到穿白上衣、红裙子的演员身上时，则观众看到的是A全身都是绿色的B上衣是绿色的，裙子是红色的C上衣是绿色的，裙子是紫色的D上衣是绿色的，裙子是黑色的D在没有其它光源的情况下，舞台追光灯发出的绿光照射到穿白上衣、红裙子的演员身
8、上时，则观众看到的是上衣是绿色的，裙子是黑色的，选D12. 相对论认为所有的物理规律在不同的惯性参照系中是不一样的。( )相对论认为所有的物理规律在不同的惯性参照系中是不一样的。( )正确答案： 13. 从经典力学来看，卢瑟福的原子核型结构遇到了哪些困难?从经典力学来看氢原子光谱应是线光谱还是连从经典力学来看，卢瑟福的原子核型结构遇到了哪些困难?从经典力学来看氢原子光谱应是线光谱还是连续光谱?正确答案：卢瑟福的原子核型结构和经典电磁理论有深刻的矛盾。该结构认为电子在库仑力作用下绕原子核做匀速圆周运动。而根据经典电磁理论加速运动的粒子会向外辐射电磁波其频率等于电子绕核旋转的频率使电子能量减少电子
9、将逐渐接近原子核最后和核相遇。这样原子就不是一个稳定的系统。显然与一般情况下原子是稳定的这一事实不符。此外随着电子轨道半径不断减少其绕核旋转的频率也逐渐改变因而发射的光谱应是连续光谱这也与原子光谱是有一定规律的线光谱的事实不符。卢瑟福的原子核型结构和经典电磁理论有深刻的矛盾。该结构认为电子在库仑力作用下绕原子核做匀速圆周运动。而根据经典电磁理论,加速运动的粒子会向外辐射电磁波,其频率等于电子绕核旋转的频率,使电子能量减少,电子将逐渐接近原子核,最后和核相遇。这样原子就不是一个稳定的系统。显然与一般情况下原子是稳定的这一事实不符。此外随着电子轨道半径不断减少,其绕核旋转的频率也逐渐改变,因而发射
10、的光谱应是连续光谱,这也与原子光谱是有一定规律的线光谱的事实不符。14. 物体到凸透镜的距离_2倍焦距时，能成缩小、倒立的实像；物体到凸透镜的距离在_之间时，能成放物体到凸透镜的距离_2倍焦距时，能成缩小、倒立的实像；物体到凸透镜的距离在_之间时，能成放大、倒立的实像大于；一倍焦距和二倍焦距15. 为什么作菲涅耳衍射实验时，光源和接收屏幕要放得那样远?为什么放近了不易看到衍射图样?为什么作菲涅耳衍射实验时，光源和接收屏幕要放得那样远?为什么放近了不易看到衍射图样?由菲涅耳衍射半波带的半径公式 得 由上式可见，在k保持一定的情况下，当光源离接收屏幕很远，即R和b足够大时，k取不太大的有限值，这时
11、倾斜因子的作用可以忽略以圆孔衍射为例，轴上P0点的合成振幅为 A(P0)=A1+(-1)k+1Ak/2 因此，当改变b或k时，P0点的强度明暗交替变化，其衍射现象是明显的 但如果光源离屏幕很近(R和b很小)，当时，由上式求出的k这时倾斜因子的作用不可忽略，实际上第k个半波带在P0点产生的振幅Ak0 因此P0点的合成振幅为 轴上各点都有相同的强度A2/4，且都是亮的，这时就看不到明显的衍射现象了其实这就是自由传播的结果，与几何光学的结论是一致的所以可以说，对某一场点而言，几何光学是波动光学在部分波面上所包含的半波带数目趋于无限大时的极限 同理，可以分析圆屏衍射的情形当R和b相对于圆屏直径k足够大
12、时，k为有限值，从而轴上P0点的合成振幅为 A(P0)=Ak+1(P0)/2， 即P0点总是亮的这是用几何光学不能解释的，说明衍射现象是明显的但是，当R和b相对于k很小时，k，从而 A(P0)=Ak+1(P0)/2=0， 即中心总是暗的这时又开始与几何光学的结论一致 16. 穿过闭合导体回路中的磁通量_时，回路中产生_，这种现象称为电磁感应现象。穿过闭合导体回路中的磁通量_时，回路中产生_，这种现象称为电磁感应现象。发生变化，$电流17. 远视眼和近视眼的观众，用伽利略望远镜看戏时，各自对镜筒应怎样调节?远视眼和近视眼的观众，用伽利略望远镜看戏时，各自对镜筒应怎样调节?用伽利略望远镜看戏时，物
13、体为有限远，望远镜不处于正常调节状态，此时它已不再是无焦系统，系统的组合焦距为f=-fefo/，其中物镜的焦距fo0，目镜的焦距fe0，光学间隔=d-(fo+fe)，d为镜筒的长度。由此可见，当0，即d|fo+fe|时，f0；当0，即d|fo+fe|时，f0。故对于远视眼的观众，须配以f0的光学系统才能使像成在视网膜上，故需拉长伽利略望远镜镜筒的长度；反之，对于近视眼的观众，需配以f0的光学系统才能使像成在视网膜上，故需缩短伽利略望远镜镜筒的长度。18. 一磁导率为的磁介质球，半径为a，放在真空均匀外磁场中。应用磁标位计算球内、外的磁场强度。证明：球内场是均匀一磁导率为的磁介质球，半径为a，放在真空均匀外磁场中。应用磁标位计算球内、外的磁场强度。证明：球内场是均匀场，球的磁化强度为球内为(1)因为空间中不存在自由电流，所以可先求出磁标位，再求解磁场强度。以球心为原点，建立球坐标系，考虑到Um与无关，得到拉普拉斯方程的解 在球内，当r0时，Um为有限值，故 在球外，当r时，UmH0rcos，故 根据边值关系，当r=a时，Um1=Um2，故 又当r=a时，故 对比上两式左右两边Pn(cos)项的系数，得 解得 于是磁标位为 (ra) 球内外的磁场强度为 磁感应强度为 所以球内
