Đề thi học kỳ I môn Vật lý A3 năm học 2014-2015 - ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Tp. HCM<br /> KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN<br /> BỘ MÔN VẬT LÝ<br /> <br /> ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ A3<br /> Mã môn học: 1002013<br /> Ngày thi: 24/12/2014<br /> Thời gian làm bài: 75 phút<br /> Không sử dụng tài liệu<br /> <br /> Câu 1: (2 điểm) Trình bày những nội dung cơ bản của thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein.<br /> Câu 2: (2 điểm) Một thanh thẳng đồng nhất dài L và có thể quay trong mặt<br /> phẳng thẳng đứng quanh một trục cố định nằm ngang đi qua đầu O của<br /> thanh. Cho thanh dao động nhỏ. Bỏ qua mọi ma sát. Chứng minh thanh dao<br /> động điều hòa và lập biểu thức tính chu kỳ dao động của thanh.<br /> <br /> O<br /> <br /> Câu 3: (2 điểm) Xét hệ thống giao thoa cho vân tròn Newton đặt trong<br /> không khí. Chiếu một chùm sáng đơn sắc song song có bước sóng  theo<br /> phương vuông góc với bản thủy tinh phẳng của hệ thống và quan sát hệ<br /> thống vân giao thoa bằng chùm tia phản xạ. Lập biểu thức xác định độ dày của lớp không khí<br /> tại vị trí các vân tối và biểu thức xác định bán kính của các vân tối. Người ta đo được bán<br /> kính của hai vân tối liên tiếp bằng 4,00 mm và 4,38 mm . Biết mặt cầu thấu kính có bán<br /> kính cong R  6,40 m . Tìm bước sóng  của ánh sáng tới.<br /> Câu 4: (2 điểm) Chiếu một chùm sáng đơn sắc song song có bước sóng  1  0,65 m tới<br /> theo phương vuông góc với một cách tử nhiễu xạ thì góc nhiễu xạ ứng với cực đại bậc hai là<br /> 1  45 0 . Nếu thay chùm sáng trên bằng chùm sáng đơn sắc song song có bước sóng<br />  2  0,50 m thì góc nhiễu xạ ứng với cực đại bậc ba bằng bao nhiêu?<br /> Câu 5: (2 điểm) Một phôtôn có năng lượng 200 keV tán xạ Compton với một electron tự do<br /> và mất 10% năng lượng của nó. Hãy tính góc tán xạ.<br /> Cho biết bước sóng Compton đối với electron là  C  2,426 10  12 m ; hằng số<br /> Planck h  6,625 10 34 J.s ; vận tốc ánh sáng trong chân không c  3  10 8 m / s ;<br /> <br /> 1eV  1,6 10 19 J .<br /> Đề thi có 01 trang. CBCT không giải thích đề thi.<br /> Duyệt đề<br /> <br /> Đỗ Quang Bình<br /> <br /> ĐÁP ÁN MÔN VẬT LÝ A3<br /> (Hướng dẫn giải và chấm bài)<br /> Mã môn học: 1002013<br /> Thi ngày: 24/12/2014<br /> Người soạn: Huỳnh Quang Chiến<br /> Câu<br /> 1<br /> <br /> Hướng dẫn giải<br /> <br /> 2<br /> <br /> <br /> <br /> 3<br /> <br /> Điểm<br /> 2<br /> <br /> Những nội dung cơ bản của thuyết lượng tử ánh sáng.<br /> Phương trình động lực học:<br />   <br /> I  r  P<br /> Phương trình hình chiếu:<br /> I   r.P. sin <br /> Vì dao động nhỏ nên sin    và   <br /> rP<br /> Suy ra :   .  0<br /> I<br /> Vậy thanh dao động điều hòa với tần số góc:<br /> rP<br /> I<br /> 2<br /> I<br /> Suy ra chu kỳ dao động T <br />  2<br /> <br /> rP<br /> 2<br /> mL<br /> L<br /> Mà: I <br /> , r  , P = mg<br /> 3<br /> 2<br /> 2L<br /> Nên: T  2<br /> 3g<br /> Hiệu quang lộ: L  2d <br /> Vân tối: L <br /> <br /> O<br /> <br /> <br /> 2<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> <br /> P<br /> 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> ( 2k  1)<br /> 2<br /> <br /> k<br /> 2<br /> Bán kính vân tối: r  2Rd  Rk<br /> Bán kính hai vân tối liên tiếp :<br /> r1  Rk và r2  R (k  1)<br /> Suy ra bước sóng của ánh sáng:<br /> <br /> 4<br /> <br /> G<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> Suy ra: d <br /> <br /> <br /> <br /> θ<br /> <br /> 0,5<br /> 0,25<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> r22  r12<br />  0,498m  0,5m<br /> R<br /> <br /> Cực đại bậc hai của  1 thỏa : sin 1 <br /> <br /> 0,5<br /> <br /> k 1 1<br /> với k1 = 2<br /> d<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> Cực đại bậc ba của  2 thỏa : sin  2 <br /> Suy ra:<br /> <br /> k 2 2<br /> với k2 = 3<br /> d<br /> <br /> sin  2 k 2  2<br /> <br />  1,154<br /> sin 1<br /> k 1 1<br /> <br /> Vậy   54,67<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0<br /> <br /> 2<br /> <br /> 5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> Năng lượng phôtôn tán xạ: E   0,9E  180keV<br /> hc<br />  0,062  10 10 m<br /> Bước sóng phôtôn tới:  <br /> E<br /> hc<br />  0,069  10 10 m<br /> Bước sóng phôtôn tán xạ:   <br /> E<br /> <br /> Theo công thức :      2 C sin 2<br /> 2<br /> Suy ra :   44,64<br /> 0<br /> <br /> 0,5<br /> 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> ĐÁP ÁN<br /> Câu 1: (2,0 điểm)<br /> Nội dung thuyết lượng tử ánh sáng.<br /> Câu 2: (2,0 điểm)<br /> Phương trình động lực học:<br />   <br /> I  r  P<br /> Phương trình hình chiếu:<br /> I   r.P. sin <br /> Vì dao động nhỏ nên sin    và   <br /> rP<br /> Suy ra :   .  0<br /> I<br /> Vậy thanh dao động điều hòa với tần số góc:  <br /> Suy ra chu kỳ dao động T <br /> <br /> O<br /> <br /> θ<br /> G<br /> <br /> rP<br /> I<br /> <br /> 2<br /> I<br />  2<br /> <br /> rP<br /> <br /> mL2<br /> L<br /> Mà: I <br /> , r  , P = mg<br /> 3<br /> 2<br /> 2L<br /> Nên: T  2<br /> 3g<br /> Câu 3: (2,0 điểm)<br /> <br /> Hiệu quang lộ: L  2d <br /> 2<br /> ( 2k  1)<br /> Vân tối: L <br /> 2<br /> k<br /> Suy ra: d <br /> 2<br /> Bán kính vân tối: r  2Rd  Rk<br /> Bán kính hai vân tối liên tiếp :<br /> r1  Rk và r2  R (k  1)<br /> Suy ra bước sóng của ánh sáng:<br /> <br /> <br /> r22  r12<br />  0,498m  0,5m<br /> R<br /> <br /> Câu 4: (2 điểm)<br /> <br /> k 11<br /> với k1 = 2<br /> d<br /> k <br /> Cực đại bậc ba của  2 thỏa : sin  2  2 2 với k2 = 3<br /> d<br /> Cực đại bậc hai của  1 thỏa : sin 1 <br /> <br /> <br /> P<br /> <br /> Suy ra:<br /> <br /> sin  2 k 2  2<br /> <br />  1,154<br /> sin 1<br /> k 1 1<br /> <br /> Vậy   54,67<br /> <br /> 0<br /> <br /> 2<br /> <br /> Câu 5: (2 điểm)<br /> Năng lượng phôtôn tán xạ: E   0,9E  180keV<br /> hc<br />  0,062  10 10 m<br /> Bước sóng phôtôn tới:  <br /> E<br /> hc<br />  0,069  10 10 m<br /> Bước sóng phôtôn tán xạ:   <br /> E<br /> <br /> Theo công thức :      2 C sin 2<br /> 2<br /> Suy ra :   44,64<br /> 0<br /> <br />