关于机械波,下列说法正确的有( )
A.两列波相遇产生干涉时,两列波的频率一定相等
B.根据公式v=λf,机械波的频率越高时,其传播速度越快
C.当观察者与波源间产生相对运动时,一定会发生多普勒效应
D.缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多,或者比波长更小时,才会发生衍射
以下哪些属于狭义相对论的基本假设( )
A.一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小
B.在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的
C.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是不相同的
D.物体的能量E和其质量m满足E=mc2
光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。爱因斯坦的光电效应理论和康普顿效应理论表明,光在某些方面确实也会表现得像是由一些粒子(即一个个有确定能量和动量的“光子”)组成的。人们意识到,光既具有波动性,又具有粒子性。(c为光速,h为普朗克常量)
(1)物理学家德布罗意把光的波粒二象性推广到实物例子,他提出假设:实物粒子也具有波动性,即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系,粒子的能量E和动量p跟它所对应波的频率v和波长之间也遵从如下关系:,。请依据上述关系以及光的波长公式,试推导单个光子的能量E和动量p间存在的关系;
(2)我们在磁场中学习过磁通量,其实在物理学中有很多通量的概念,比如电通量、光通量、辐射通量等等。辐射通量表示单位时间内通过某一截面的辐射能,其单位为。
①光子具有能量。一束波长为的光垂直照射在面积为S的黑色纸片上,其辐射通量为,且全部被黑纸片吸收,求该束光单位体积内的光子数n;
②光子具有动量。当光照射到物体表面上时,不论光被物体吸收还是被物体表面反射,光子的动量都会发生改变,因而对物体表面产生一种压力。求上一问中的光对黑纸片产生的压力大小,并判断若将黑纸片换成等大的白纸片,该束光对白纸片的压力有何变化。
如图所示,空间内有一磁感应强度的水平匀强磁场,其上下水平边界的间距为H,磁场的正上方有一长方形导线框,其长和宽分别为、,质量,电阻。将线框从距磁场高处由静止释放,线框平面始终与磁场方向垂直,线框上下边始终保持水平,重力加速度取。求:
(1)线框下边缘刚进入磁场时加速度的大小;
(2)若在线框上边缘进入磁场之前,线框已经开始匀速运动。求线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q;
(3)请画出从线框由静止开始下落到线框上边缘进入磁场的过程中,线框速度v随t变化的图像(定性画出)。
如图所示,R为变阻箱,电压表为理想电压表,电源电动势,当变阻箱阻值为时,闭合电键后,电压表读数,求:
(1)电路中的电流I和电源内阻r;
(2)电源的输出功率P和效率;
(3)试推导说明当R为多大时,电源的输出功率最大。
力是改变物体运动状态的原因,力能产生加速度。力在空间上的积累使物体动能发生变化;力在时间上的积累使物体动量发生变化。如图所示,质量为m的物块,在水平合外力F的作用下做匀变速直线运动,速度由变化到时,经历的时间为t,发生的位移为x。
(1)请根据牛顿第二定律和相关规律,推导动能定理;
(2)请根据牛顿第二定律和相关规律,推导动量定理。