大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线,其中最长和最短波长分别为 λ 1 和 λ 2 ,则该激发态与基态的能量差为 ,波长为 λ 1 的光子的动量为 。(已知普朗克常量为 h ,光速为 c )
两块足够大的平行金属极板水平放置,极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场,变化规律分别如图1、图2所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向)。在 t=0 时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子(不计重力)。若电场强度 E 0 、磁感应强度 B 0 、粒子的比荷 q m 均已知,且 t 0 = 2 π m q B 0 ,两板间距 h= 10 π2 m E 0 q B 0 2 。 (1)求粒子在 0~ t 0 时间内的位移大小与极板间距 h 的比值。
(2)求粒子在板板间做圆周运动的最大半径(用 h 表示)。
(3)若板间电场强度 E 随时间的变化仍如图1所示,磁场的变化改为如图3所示,试画出粒子在板间运动的轨迹图(不必写计算过程)。
如图所示,带电量分别为 4q 和 -q 的小球 A 、 B 固定在水平放置的光滑绝缘细杆上,相距为 d 。若杆上套一带电小环 C ,带电体 A 、 B 和 C 均可视为点电荷。 (1)求小环 C 的平衡位置。
(2)若小环 C 带电量为 q ,将小环拉离平衡位置一小位移 x(∣x∣<<d) 后静止释放,试判断小环 C 能否回到平衡位置。(回答"能"或"不能"即可)
(2)若小环 C 带电量为 -q ,将小环拉离平衡位置一小位移 x(∣x∣<<d) 后静止释放,试证明小环 C 将作简谐运动。(提示:当 α<<1 时,则 1 ( 1 + α )n ≈1-nα )
水平面上有一带圆弧形凸起的长方形木块 A ,木块 A 上的物体 B 用绕过凸起的轻绳与物体 C 相连, B 与凸起之间的绳是水平的。用一水平向左的拉力F作用在物体 B 上,恰使物体 A 、 B 、 C 保持相对静止,如图。己知物体 A 、 B 、 C 的质量均为 m ,重力加速度为 g ,不计所有的摩擦,则拉力 F 应为多大?
如图为一种质谱仪工作原理示意图.在以 O 为圆心, OH 为对称轴,夹角为 2α 的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于 OH 轴的 C 和 D 分别是离子发射点和收集点. CM 垂直磁场左边界于 M ,且 OM=d .现有一正离子束以小发散角(纸面内)从 C 射出,这些离子在 CM 方向上的分速度均为 v 0 .若该离子束中比荷为 q m 的离子都能汇聚到 D ,试求:
(1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑沿 CM 方向运动的离子为研究对象);
(2)离子沿与 CM 成 θ 角的直线 CN 进入磁场,其轨道半径和在磁场中的运动时间;
(3)线段 CM 的长度.
2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军,这引起了人们对冰壶运动的关注。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程:如图,运动员将静止于 O 点的冰壶(视为质点)沿直线 OO` 推到 A 点放手,此后冰壶沿 AO` 滑行,最后停于 C 点。已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为 μ ,冰壶质量为 m , AC=L , CO`=r ,重力加速度为 g , (1)求冰壶在 A 点的速率;
(2)求冰壶从 O 点到 A 点的运动过程中受到的冲量大小;
(3)若将 BO` 段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为 0.8u ,原只能滑到 C 点的冰壶能停于 O` 点,求 A 点与 B 点之间的距离。