大學(xué)近代物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)資料

1、近代物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)資料復(fù)習(xí)題一、填空1、當(dāng)左M= 1時(shí)，垂直于磁場(chǎng)方向觀察時(shí)產(chǎn)生線偏振光，線偏振光方向垂直于磁場(chǎng)，叫 光。2、 氦氖激光的一個(gè)光子能； 1mw的氦氖激光的光子流量為3、全息照相的物光參光光齒；兩者之間的夾角；兩者之間的光強(qiáng)比 ；爆光時(shí)間； 顯影時(shí)間；定影時(shí)間4、橢偏法中為了使和v成為比較容易測(cè)量的物理量，應(yīng)設(shè)法滿足兩個(gè)條件：使入射光束滿足；使反射光束成為線偏振光，也就是令反射光兩分量的位相差為。5、 把光源放在足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)中，原來的一條光譜線分裂為；分裂的條數(shù) 隨能級(jí)的類別而不同。6、 銣原子超精細(xì)結(jié)構(gòu)塞曼子能級(jí)間的磁共振信號(hào)用 方法檢測(cè)。7、 由于光電倍增管的響應(yīng)時(shí)間不為零，光

2、電子從陰極到陽極存在。8、 光泵磁共振實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀測(cè)光抽運(yùn)信號(hào)是常采用。9、 塞曼效應(yīng)證實(shí)了原子。10、 塞曼效應(yīng)是用高分辨率的分光儀器 觀察汞546.1nm譜線。11、甄別器的響應(yīng)時(shí)間不為零，一個(gè)甄別器在每個(gè)所接受的輸入脈沖之后存在一 在此時(shí)間內(nèi)不接受的輸入脈沖。12、光是一種，但有能量的粒子。一個(gè)光子的能量為13、光泵磁共振實(shí)驗(yàn)是在的磁共振實(shí)驗(yàn)，地磁場(chǎng)水平分量和掃場(chǎng)分量的影響不可忽略。14圖 中 各 序 號(hào) 的 名13多功能自動(dòng)橢測(cè)厚偏位結(jié)構(gòu)組成補(bǔ)償器；2.；3.；4.9. ；5.6.7.；8. ；10.11.；12.13.;14.光欄二、判斷題： TOC o 1-5 h z 1、全息照相要

3、求O光和R光應(yīng)是相干光，O光和R光應(yīng)在宏觀零光程差附近。（）2、當(dāng)左M= 1時(shí)，垂直于磁場(chǎng)方向觀察時(shí)產(chǎn)生線偏振光，線偏振光方向平行于磁場(chǎng)，叫b光。（）3、計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法是從物理定律出發(fā)，用離散化變量描述物理體系的狀態(tài)，從而體現(xiàn)物理過程的規(guī)律。（）4、當(dāng)M=0時(shí)，垂直于磁場(chǎng)方向觀察時(shí)產(chǎn)生線偏振光，線偏振光方向平行于磁場(chǎng)，叫n光。（）5、光電倍增管是由窗、光陰極、倍增極和光陽極組成。（）三、簡(jiǎn)答題：1、橢偏法的基本思想是什么？各光學(xué)部件的名稱和作用？。2、I （x,y） =e02+er2+2e0ercos（w oW r）公式中，各項(xiàng)的物理意義是什么？3、結(jié)合羅淪茲吸引子，談?wù)勀銓?duì)混沌現(xiàn)象的理解

4、。4、在實(shí)驗(yàn)過程中如何區(qū)分哪個(gè)是87Rb、哪個(gè)是85Rb的譜線。5、你怎樣理解一般全息圖每點(diǎn)上都記錄了物體上各點(diǎn)光的完全信息。6、計(jì)算機(jī)模擬的基本步驟。7、法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的結(jié)構(gòu)、原理和作用。8、為什么要濾去D2光？用兀光為什么不能實(shí)現(xiàn)光抽運(yùn)？用D q-光照射85Rb將如何？四、做圖題：1、畫出全息照相的實(shí)驗(yàn)光路圖及各部件的名稱。2、畫出汞原子546.1nm譜線由3S1和3P2能級(jí)分裂情況及譜線強(qiáng)度的圖。五、計(jì)算題：1、光泵磁共振實(shí)驗(yàn)中，已知：水平電流I=0.170A、622.5KHZ、f2=500.9KHZ、根據(jù)公 式計(jì)算 gF 的值。（h=6.626*10-34 J.S、p b=9.27

5、41*10-24J.T-1、N=250 匝、機(jī)號(hào)：22054 R=0.2405m、）。2、光泵磁共振實(shí)驗(yàn)中，已知：水平電流I=0.248A、501.2KHZ、f2=581.4KHZ、根據(jù)公 式計(jì)算 gF 的值。（h=6.626*10-34 J.S、p b=9.2741*10-24J.T-1、N=250 匝、機(jī)號(hào)：22054 R=0.2405m、）。弗蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)1914年，弗蘭克和赫茲在研究充汞放電管的氣體放電現(xiàn)象時(shí)，發(fā)現(xiàn)透過汞蒸氣的電子 流隨電子的能量顯現(xiàn)出周期性變化，同年又拍攝到汞光譜線235.7nm的發(fā)射光譜，并提出了 原子中存在著“臨界電勢(shì)”。1920年，弗蘭克及其合作者對(duì)原先裝置做

6、了改進(jìn)，測(cè)得了亞穩(wěn) 能級(jí)和較高的激發(fā)能級(jí)，進(jìn)一步證實(shí)了原子內(nèi)部能量是量子化的，從而確證了原子能級(jí)的存 在，為此，弗蘭克和赫茲獲得了 1925年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。本實(shí)驗(yàn)通過汞原子第一激發(fā)電勢(shì)的測(cè)量，了解弗蘭克和赫茲研究原子內(nèi)部能量量子化的 基本思想和方法；了解電子與原子碰撞和能量交換過程的微觀圖象，以及影響這個(gè)過程的主 要物理因素。微波技術(shù)微波技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，如軍事，國(guó)民經(jīng)濟(jì)，科學(xué)研究，醫(yī)療衛(wèi)生，以及家庭生活等 各個(gè)領(lǐng)域，正在成為日常生活哦和尖端科學(xué)發(fā)展所不可缺少的門現(xiàn)代技術(shù)。微波傳輸線常用的微波傳輸線有同軸傳輸線、波導(dǎo)傳輸線、微帶傳輸線等。由于輻射損耗，介質(zhì)損 耗、承受功率和擊穿電壓等的影響

7、，同軸線和微帶線的使用受到一定的限制，而波導(dǎo)傳輸線 由于無輻射損耗和外界干擾、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、擊穿強(qiáng)度高等特點(diǎn)在微波段得到了廣泛的應(yīng)用。傳輸線中某一種確定的電磁場(chǎng)分布稱為，通常用TME、TE或TM表示。同軸線、微 波帶線中傳輸?shù)幕静ㄐ问荰EM波（橫電磁波）；而波導(dǎo)中傳輸?shù)拇_是TE波（橫電波）或TM波（橫磁波）。矩形波導(dǎo)中的T E 波有單模傳輸、頻帶寬、低損耗、模式簡(jiǎn)單穩(wěn)定、已與激勵(lì)和耦合等優(yōu)點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用。微波在波導(dǎo)中傳輸時(shí)，存在一個(gè)截止波長(zhǎng)入，波導(dǎo)中只能傳輸入 自由空間波長(zhǎng)人。（判斷題）在實(shí)際情況中，傳輸線并非無限長(zhǎng)，此時(shí)傳輸線中的電磁波與入射波與反射波疊加而成 成，傳輸線中的工作狀態(tài)主要決定于

8、負(fù)載的情況。（1）波導(dǎo)終端接匹配負(fù)載時(shí)，微波功率全部被負(fù)載吸收，無反射波，波導(dǎo)中 呈行駐波狀態(tài)。此時(shí)| = 0, P =】（2）波導(dǎo)終端短路（接理想導(dǎo)體板）、開路或接純抗性負(fù)載時(shí)，形成全反射， 波導(dǎo)中呈純駐波狀態(tài)。此時(shí)| = 1, P =3。（3）波導(dǎo)終端接一般性負(fù)載（有電阻又有電抗）時(shí)，形成部分反射，波導(dǎo)中呈行駐波狀態(tài)。此時(shí)0 | 1, 1 P 3微波的傳輸特性和基本測(cè)量波長(zhǎng)的計(jì)算本實(shí)驗(yàn)是微波實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之一，要求學(xué)會(huì)使用基本微波器件，了解微波震蕩的基本工 作特性和傳輸特性，并掌握頻率、功率以及駐波比等基本的測(cè)量。微波在波導(dǎo)中傳輸具有橫電波（TE波）、橫磁波（TM波）和橫電波與橫磁波的混合 波

9、三種形式。矩形波導(dǎo)是常用的傳輸線之一，它能傳輸各種波型的橫電波（TE波）和橫磁 波（TM波）。微波實(shí)驗(yàn)中使用的標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)管，通常采用的傳輸波型是廣日波10波導(dǎo)中存在入射波和反射波，描述波導(dǎo)管中匹配金和反射程度的物理量是駐波比和反 射系數(shù)。依據(jù)終端負(fù)載的不同，波導(dǎo)管具有三種工作狀態(tài)：（1）當(dāng)終端“匹配負(fù)載”時(shí)，反射波不存在，波導(dǎo)中呈行波狀態(tài)；（2）當(dāng)終端接“短路片”、開路或接純電抗性負(fù)載時(shí)，終端全反射，波導(dǎo) 中呈純駐波狀態(tài)；（3）一般情況下，終端是部分反射，波導(dǎo)中傳輸?shù)募炔皇切胁?，也不是?駐波，而是呈混波狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)中通常采用駐波測(cè)量線來測(cè)定波導(dǎo)波長(zhǎng)和駐波比。圖為課本中的駐波測(cè)量線結(jié) 構(gòu)示意圖

10、。使用駐波測(cè)量線進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要考慮探針在開槽波導(dǎo)管內(nèi)有適當(dāng)?shù)拇┥?度，探針穿伸度一般取波導(dǎo)窄邊寬度的5%-10%。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)注意駐波測(cè)量線的調(diào)諧， 使其具有最佳的靈敏度，又使探針對(duì)微波通路的影響降至最低。一般是將測(cè)量線終 端短接，形成純駐波場(chǎng)。移動(dòng)探針置于波節(jié)點(diǎn)，調(diào)節(jié)測(cè)量線，使得波節(jié)點(diǎn)位置的檢 波電流最大，反復(fù)進(jìn)行多次。微波介質(zhì)特性的測(cè)量本實(shí)驗(yàn)采用諧振腔微擾法測(cè)量介質(zhì)的特性參量，首先使用示波器觀測(cè)速調(diào)管的振蕩摸 和反射式腔的諧振曲線，了解諧振腔的工作特性；進(jìn)而學(xué)習(xí)反射式腔測(cè)量微波材料的介電常量和介電損耗角正切tan5的原理和方法。如果在矩形諧振腔內(nèi)插入一圓柱形樣品棒，樣品在諧振腔中電場(chǎng)的作用下就

11、會(huì)被極 化，并在極化過程中產(chǎn)生能量損失，因此，諧振腔的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)將會(huì)變化。核共振技術(shù)1939年美國(guó)物理學(xué)家拉比用分子束共振法實(shí)現(xiàn)了核磁共振這一物理思想。核磁共振技 術(shù)還應(yīng)用到化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、地學(xué)和計(jì)量學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域。所謂磁共振，是指磁矩不為零的原子或原子核處于恒定磁場(chǎng)中，由射頻或微博電磁場(chǎng) 引起塞曼能級(jí)之間的共振躍遷現(xiàn)象。這種共振現(xiàn)象若為原子核磁矩的能級(jí)躍遷便是核磁共 振；若為電子自旋磁矩間的能級(jí)躍遷則為電子自旋共振。核磁共振的穩(wěn)態(tài)吸收g因子的計(jì)算核磁共振（簡(jiǎn)稱NMR）的研究，始于核磁矩的探測(cè)。有清晰、快速、無害等優(yōu)點(diǎn)。在 醫(yī)學(xué)上可準(zhǔn)確的診斷腫瘤等疾病。NMR的實(shí)驗(yàn)方法可采用兩種不同的射頻技術(shù)。其一是穩(wěn)態(tài)法（即連續(xù)波法），用連續(xù) 的射頻場(chǎng)作用于原子核系統(tǒng)，以觀測(cè)NMR波譜；其二是瞬態(tài)法（即脈沖波法）用脈沖的強(qiáng) 射頻場(chǎng)作用于原子核系統(tǒng)，以觀測(cè)和此舉弛豫過程的自由感應(yīng)現(xiàn)象。電子自旋共振電子自旋共振（簡(jiǎn)稱ESR）是1944年由扎伏伊斯基首先觀察到的。它是探測(cè)物質(zhì)中 未耦合電子以及它們周圍原子互相作用的重要方法，有很高的靈敏性和分辨率，并