从1907年起,美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率ν,作出Uc-ν的图像,由此算出普朗克常量h,并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较,以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。图中频率ν1、ν2,遏止电压Uc1、Uc2及电子的电荷量e均为已知,求:(1)普朗克常量h;(2)该金属的截止频率ν0。
如图所示,将一等腰直角棱镜ABC截去棱角ADE,使其截面DE平行于底面BC,可制成“道威棱镜”,这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射。已知棱镜玻璃的折射率n=,棱边长cm,cm,一束平行于底边BC的单色光从DE边上的M点射入棱镜,求: (i)光线进入“道威棱镜”时的折射角; (ii)通过计算判断光线能否从BC边射出; (ⅲ)光线在棱镜中传播所用的时间。
如图所示,两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱,气体温度为300K时,空气柱在U形管的左侧。 (i)若保持气体的温度不变,从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱,管内的空气柱长为多少? (ii)为了使空气柱的长度恢复到15cm,且回到原位置,可以向U形管内再注入一些水银,并改变气体的温度,应从哪一侧注入长度为多少的水银柱?气体的温度变为多少?(大气压强P0=75cmHg,图中标注的长度单位均为cm)
如图所示,第二、三象限存在足够大的匀强电场,电场强度为E,方向平行于纸面向上,一个质量为m,电量为q的正粒子,在x轴上M点(-4r,0)处以某一水平速度释放,粒子经过y轴上N点(0,2r)进入第一象限,第一象限存在一个足够大的匀强磁场,其磁感应强度B=2,方向垂直于纸面向外,第四象限存在另一个足够大的匀强磁场,其磁感应强度B=2,方向垂直于纸面向里,不计粒子重力,r为坐标轴每个小格的标度,试求: (1)粒子初速度v0; (2)粒子第1次穿过x轴时的速度大小和方向; (3)画出粒子在磁场中运动轨迹并求出粒子第n次穿过x轴时的位置坐标。
如图所示,电阻不计、间距L=1m、足够长的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ=37°角,导轨平面矩形区域efhg内分布着磁感应强度的大小B=1T,方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,边界ef、gh之间的距离D=1.4m。现将质量m=0.1kg、电阻的导体棒P、Q相隔Δt=0.2s先后从导轨顶端由静止自由释放,P、Q在导轨上运动时始终与导轨垂直且接触良好,P进入磁场时恰好匀速运动,Q穿出磁场时速度为2.8m/s。已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,求 (1)导轨顶端与磁场上边界ef之间的距离S; (2)从导体棒P释放到Q穿出磁场的过程,回路中产生的焦耳热Q总。
如图所示,两平行导轨间距L=0.1m,足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接,倾斜部分与水平面的夹角θ=30°,垂直斜面方向向上的磁场磁感应强度B=0.5T,水平部分没有磁场.金属棒ab质量m=0.005kg、电阻r=0.02Ω,运动中与导轨始终接触良好,并且垂直于导轨.电阻R=0.08Ω,其余电阻不计.当金属棒从斜面上离地高h=1.0m以上的任何地方由静止释放后,在水平面上滑行的最大距离x都是1.25m.取g=10m/s2,求: (1)金属棒在斜面上的最大速度; (2)金属棒与水平面间的动摩擦因数; (3)从高度h=1.0m处滑下后电阻R上产生的热量.