如图所示,光滑水平面上有A、B、C三个物块,其质量分别为mA=2.0kg,mB=1.0kg,mC= 1.0kg.现用一轻弹簧将A、B两物块连接,并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近,此过程外力做108J(弹簧仍处于弹性限度内),然后同时释放A、B,弹簧开始逐渐变长,当弹簧刚好恢复原长时,C恰以4m/s的速度迎面与B发生碰撞并粘连在一起.求:
(1)弹簧刚好恢复原长时(B与C碰撞前)A和B物块速度的大小.
(2)当弹簧第二次被压缩时,弹簧具有的最大弹性势能.
一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化.已知VA=0.3 m3,TA=TC=300 K,TB=400 K.
(1)求气体在状态B时的体积.
(2)说明B→C过程压强变化的微观原因.
(3)设A→B过程气体吸收热量为Q1,B→C过程气体放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小并说明原因.
内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105 Pa、体积为2.0×10-3 m3的理想气体.现在活塞上方缓缓倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将汽缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为127℃.(大气压强为1.0×105 Pa)
(1)求汽缸内气体的最终体积;
(2)在图11-2-9所示的p-V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化.
一般认为激光器发出的是频率为ν的“单色光”.实际上它的频率并不是真正单一的.激光频率ν是它的中心频率,它所包含的频率范围是Δν(也称频率宽度).如图13-2-8所示,让单色光照射到薄膜表面a,一部分光从前表面反射回来(这部分光称为甲光),其余的光进入薄膜内部,其中的一小部分光从薄膜后表面b反射回来,再从前表面折射出(这部分光称为乙光),甲、乙这两部分光相遇叠加而发生干涉,称为薄膜干涉,乙光与甲光相比,要在薄膜中多传播一小段时间Δt.理论和实践都证明,能观察到明显稳定的干涉现象的条件是:Δt的最大值Δtm与Δν的乘积近似等于1,即只有满足Δtm·Δν≈1才会观察到明显稳定的干涉现象.已知某红宝石激光器发出的激光频率ν=4.32×1014 Hz,它的频率宽度Δν=8.0×109 Hz.让这束激光由空气斜射到折射率n=的薄膜表面,入射时与薄膜表面成45°角,如图13-2-8所示.
(1)求从O点射入薄膜中的光的传播方向及速率.
(2)估算在如图13-2-8所示的情况下,能观察到明显稳定干涉现象的薄膜的最大厚度dm.
在柏油马路和湖面上常常遇到耀眼的炫光,它使人的视觉疲劳.这些天然的炫光往往是光滑表面反射而来的镜式反射光和从表面反射的漫反射光重叠的结果,漫反射光是非偏振光,而镜式反射光一般是部分偏振光.由于它们是从水平面上反射的,光线的入射面是垂直的,所以反射光含有大量振动在水平方向的偏振光.要想消除这种炫光,只要将光线中的水平振动成分减弱些就可以了.
同理,要想消除从竖直面反射来的炫光,如玻璃窗反射来的炫光,所用偏振轴应取水平方向.
请回答下列两个问题:
(1)某些特定环境下照相时,常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使影像清晰,这是利用什么原理?
(2)市场上有一种太阳镜,它的镜片是偏振片,为什么不用普通的带色玻璃片而用偏振片?安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向?
利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平面和制造增透膜,回答以下两个问题:(1)用图13-2-6所示的装置检查平面时,是利用了哪两个表面反射光形成的薄膜干涉图样?(2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失,可在透镜表面涂上一层增透膜,一般用折射率为1.38的氟化镁,为了使波长为5.52×10-7 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消,求所涂的这种增透膜的厚度.