(石大物理系)近物实验题库[1]

石河子大学物理系近代物理实验题库
本习题包括14个实验，根据设备情况和学生特点从中选定必修实验。

考试时从学生做过的实验中选择考试内容。

期末考试为面试，在所做过的实验中抽签考基本知识和操作，并且以操作为主。

下列考试内容已编入新出版的《近代物理实验》课本，其中既包括基本知识，也包括基本操作。

学生掌握了这些内容就达到了近代物理实验课的基本要求。

说明：此为近代物理实验基本题库，有待在教学实践中不断完善。

1. 夫兰克-赫兹实验
1). F-H实验是如何观测到原子能级变化的?
2). 当加速电压超过电离电位时，在什么情况下可使原子激发而不电离，实验时又如何使原子激发和电离的？
3). 用逐差法求汞原子第一激发态电位平均值时，对于逐差数据为奇数个的情况如何计算？
4). 造成曲线峰-峰之间电压值为4.9V的主要因素是什么？
5). 实验中得到的曲线为什么呈周期性变化？
6). 选择不同的和，对曲线会产生什么影响？
7). 举出实验误差产生的诸因素。

8). 夫兰克-赫兹实验的实验原理是什么？
9). 夫兰克-赫兹实验验证了什么？
10) 夫兰克-赫兹实验的目的是什么？
11). IA-VGK曲线各极小值处于IA的值均不为零，且随VGK的增加而上升，这是为什么？
12). 解释温度较高时IA-VGK曲线中第一个峰容易消失的原因。

13). 为什么第一峰值不在4.9伏处？
14). 在“弗兰克－赫兹实验”中，分析IG2A－UG2K曲线形成的原因。

2. 塞曼效应
1). 什么叫塞曼效应、正常塞曼效应、反常塞曼效应？
2). 试画出汞的435.8nm光谱线（3s1-3p1）在磁场中的塞曼分裂图。

3). 垂直于磁场观察时，怎样鉴别分裂谱线中的成分和成分？
4). 画出观察塞曼效应现象的光路图，叙述各光学器件所起的作用。

5). 简述F-P标准具的结构和工作原理。

6). 如何判断F-P标准具已调好？
7). 什么叫成分、成分？在本实验中哪几条是线？哪几条是线？
8). 叙述测量电子荷质比的方法。

9). 在实验中，如果要求沿磁场方向观察塞曼效应，在实验装置的安排上应作什么变化？观察到的干涉花纹将是什么样子？
10)．如何测准干涉圆环的直径？
3、γ能谱的测量
1).用闪烁谱仪测量γ射线能谱时，要求在多道分析器的道址范围内能同时测量出137Cs和60Co光电峰，应如何选择合适的工作条件，在测量过程中该条件可否改变？
2).为满足光电峰处计数率相对误差小于2%的要求，怎样从实验中确定计数所用的时间？
4、用快速电子验证相对论效应
1).本实验在寻求P与的关系时使用了一定的近似，能否用其他方法更为确切地得出P与的关系？
2).用γ放射源进行能量定标时，为什么不需要对γ射线穿过厚的铝膜时进行“能量损失的修正”？
3).为什么用γ放射源进行能量定标的闪烁探测器可以直接用来测量β粒子的能量？
4).试论述相对论效应实验的设计思想。

5).当相对论效应比较显著时，电子速度如何？
6).实验是否可以在非真空状态下进行？如何进行？
7).用γ放射源对闪烁探测器进行能量定标时，为什么不需要对γ射线穿过220 厚的铝膜进
行能量损失的修正？
5、声速测量
1)．准确测量谐振频率的目的是什么？
2)．若固定两换能传感器之间的距离，改变频率，能否测量出声速？为什么？
6、读谱仪实验
1). 用于识谱的仪器是什么？
2)．为在谱片上得到不同高度的谱线，采用哪种方法？
3)．对拍摄好的谱片进行识谱后，用哪种仪器进行测定，从而求出各条谱线的波长？
4)．由于分光元件的不同，摄谱仪可分为哪几种？
5)．为进行谱线波长的比较和测定，需要并排摄下什么物质的像？
6)．物质的发射光谱有几种？各是如何产生的？
7)．测未知谱线波长时，如果使用线性内插法，则应尽量选用与未知谱线较近的两条Fe谱线，为什么？
8)．光谱分析的基础是什么？
9)．光谱定性分析有哪几种方法，并简述之。

10)．简述光谱分析中光源的职能。

11)．光谱分析的过程有几步。

12)．如何确定未知谱线的波长？
13)．本实验中的主要实验仪器有哪些？各起什么作用？
14)．光谱分析的基本特点有哪些？
15)．光栅光谱级次重叠是如何产生的？
16)．消除光栅光谱级次重叠的方法有哪些？
17)．选择光源时应考虑哪些方面的问题？
18)．简述棱镜分光及光栅分光原理。

19)．如何正确使用阿贝比长仪读数？
20)．简述哈特曼光阑的作用。

7、超导体转变温度的测量
1)．超导体分几类,有几种状态? 各是什么状态?
2)．测量电流为什么必须反向,不反向会发生什么问题?
3)．什么是迈斯纳效应?
4)．进入超导态的物质有哪两种特性?
5)．什么是高温超导材料?
6)．试比较理想导体与超导体的区别。

7)．举例说明超导的应用(可自己设计一些应用)。

8)．用你所掌握的知识分析实验中出现的一些现象(如温差电势及接触电势)。

9)．超导体的零电阻现象是如何测量的?
10)．试分析超导体零电阻现象。

8、超导磁悬浮实验
1). 超导体分几类,有几种状态? 各是什么状态?
2). 测量电流为什么必须反向,不反向会发生什么问题?
3). 什么是迈斯纳效应?
4). 进入超导态的物质有哪两种特性?
5). 什么是高温超导材料?
6). 试比较理想导体与超导体的区别。

7). 举例说明超导的应用(可自己设计一些应用)。

8). 用你所掌握的知识分析实验中出现的一些现象(如温差电势及接触电势)。

9). 超导体的零电阻现象是如何测量的?
10). 试分析超导体零电阻现象。

9、光学全息实验
1). 简述全息照相的基本原理?
2). 光学全息实验的条件主要是哪些?
3). 根据理论和实验观察写出全息照相和通普照相的异同?
4). 全息物像再现有什么特点?
5). 全息物像再现有什么要求?
6). 绘制“三维漫射物”拍摄的全息光路图。

7). 绘制“三维透射物”拍摄的全息光路图。

8). 如果一张拍好的全息片打碎了或部分污染了，用其中一部分再现，看到的是部分物像?还是整个物像? 为什么？
9). 观察全息图再现像放大、缩小、等大的条件是什么?
10). 全息实验中为什么要求物光程和参考光光程尽量相等？
11). 在观察全息照片（虚像）时，你能否尝试用手去触及再物像？而当你的手移近或远离再现物像时，能否据此来判断像的位置，大小及深度？
12). 如何获得全息照片再现像？再现物像为虚象还是实像？
13). 全息照相与普通照相有哪些不同？•绘出拍摄全息照片的基本光路，•说明拍摄时的技术要求。

10、脉冲核磁共振
1). 什么叫核磁共振？
2). 从量子力学角度推导满足核磁共振条件的公式。

3). 核磁共振中有哪两个过程同时起作用？
4). 观察核磁共振信号有哪两种方法？并解释之。

5). 内扫描时，核磁共振信号达到何种形式时，其共振磁场为B0？
6). 外扫描时，核磁共振信号达到何种形式时，其共振磁场为B0？
7). 如何判断共振信号和干扰信号，为什么？
8). 利用时，为什么质子样品的共振频率和氟样品的共振频率必须在同一磁场电流下测出？
9). 怎样利用核磁共振测量磁场强度？
10). 布洛赫方程的稳态解是在何种条件下得到的？
11、电子自旋共振（ESR）
1）. 测g时，为什么要使共振信号等间距？怎样使信号等间距？
2）. 什么叫电子顺磁共振（EPR）？
3). 什么叫电子自旋共振（ESR）与塞曼效应有什么关系？
4). 本实验所采用的样品是什么？
5). （6）式的物理意义是什么？
6). ESR的研究对象是什么？
7). 本实验的主要目的是什么？
8). 发生EPR的条件是什么？
9). 试举出两个应用EPR的例子。

10). 电子自旋共振与核磁共振的不同点是什么？
11)．简述ESR的基本原理。

12)．实验中不加扫场，能否观测到ESR信号？为什么？
13)．样品DPPH应放在谐振腔的什么位置？为什么
12、CCD数据采集实验
1).什么是CCD，简述其工作基本原理
2).说说CCD固体摄像机和光摄像管摄像机原理及使用相同和不同之处？
3).全电视信号由那些部分组成？简述你对全电视信号各组成部分作用的理解？
13、CT实验
1).射线与物质的相互作用一共有哪几种？请简述它们的物理过程。

2).为什么低能γ射线和原子序数高的物质作用，光电效应比较明显？面对于中能γ射线和原子序数低的物质,Compton效应比较明显？
3).在γ射线能谱中，全能峰是如何形成的？反散射峰又是怎样形成的？Compton 坪又是如何形成的？
4).决定一个γ能谱谱仪的最主要的指标有哪些？分别说明这些指标对衡量谱仪性能的重要性。

14、X射线衍射技术
1).X射线衍射物相分析的基本原理是什么？
2).X射线衍射物相分析与成分分析有何不同？
3).如何根据试样的实验数据来选用Hanawalt索引或Fink索引进行物相分析？若已知试样的部分或全部化学成分，怎样利用试样的衍射数据进行物相分析？。