在平面直角坐标系中,第Ⅰ象限存在沿轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为。一质量为、电荷量为的带正电的粒子从轴正半轴上的点以速度垂直于轴射入电场,经轴上的点与轴正方向成角射入磁场,最后从轴负半轴上的点垂直于轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)、两点间的电势差 ;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径;
(3)粒子从点运动到P点的总时间。
如图所示,平面镜M与竖直巨型光屏平行放置,其与光屏之间的距离为L,由小孔S处垂直光屏向平面镜中点O射入一束氦氖激光,现平面镜M以其中点O为轴逆时针匀速旋转,角速度为ω,求:
(1)平面镜转过15°时,光屏上形成的光点P至S的距离.
(2)平面镜转动时间t(t<)时,激光束在光屏上形成的光点移动的速度.
如图所示是做光电效应实验的装置简图.在抽成真空的玻璃管内,K为阴极(用金属铯制成,发生光电效应的逸出功为1.9 eV),A为阳极.在a、b间不接任何电源.用频率为ν(高于铯的极限频率)的单色光照射阴极K ,会发现电流表指针有偏转.这时,若在a、b间接入直流电源,a接正极,b接负极,并使a、b间电压从零开始逐渐增大,发现当电压表的示数增大到2.1 V时,电流表的示数刚好减小到零.求:
(1)a、b间未接直流电源时,通过电流表的电流方向.
(2)从阴极K发出的光电子的最大初动能Ek是多少?
(3)入射的单色光的频率是多少?
如图所示,氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55 eV的光子.问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射上述能量的光子?请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图.
现在世界上许多国家都在积极研究可控热核反应的理论和技术,以解决能源危机问题.热核反应中所用的燃料——氘,在地球上储量非常丰富,1 L海水中大约有0.3 g氘,如果用来进行热核反应,放出的能量约与燃烧300 L汽油相当.若氘核的质量为m1,氦核的质量为m2,光速为c,阿伏加德罗常数为NA,氘的摩尔质量为m0.
(1)写出两个氘核聚变成一个氦核的核反应方程;
(2)质量为M的氘参与上述聚变反应可释放出的能量为多少?
钍核发生衰变生成镭核
并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时,其速度为v0,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平板电极S2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方向的夹角θ=60°,如图所示,整个装置处于真空中.
(1)写出钍核衰变方程;
(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(3)求粒子在磁场中运动所用的时间t.