short answer question
如何用偏振片鑒別自然光、部分偏振光、線偏振光
- 以光傳播方向為軸, 偏振片旋轉360°, 如果光強隨偏振片的轉動沒有變化, 這束光是自然光. 如果用偏振片進行觀察時, 光強隨偏振片的轉動有變化但沒有消光, 則這束光是部分偏振光. 如果隨偏振片的轉動出現兩次消光, 則這束光是線偏振光.
在日常生活中看到肥皂膜呈現出彩色條紋, 解釋該現象.
- 這是一種光的干涉現象. 太陽光中含有各種波長的光波, 當太陽光照射肥皂膜時, 經油膜上下兩表面反射的光形成相干光束, 有些地方紅光得到加強, 有些地方綠光得到加強, 這樣就可以看到肥皂膜呈現出彩色條紋.
簡述靜電平衡條件, 並用靜電平衡條件和電勢差的定義解釋處於靜電平衡狀態的導體是等勢體, 導體的表面是等勢面.
- 條件:
- 1.導體內任一點的電場處處為零;
- 2.導體表面上任一點的電場強度處處垂直於表面.
- 導體是等勢體, 是因為導體內部電場強度處處為零, 所以導體上任意點處的電勢差為零, 所以導體內部各點電勢相等;導體是等勢面, 是因為導體表面任一點處的場強都垂直於表面, 無切向分量, 沿表面的電勢差為零, 電勢沒有變化, 所以導體表面各點電勢相等, 並與導體內電勢相等, 故導體是等勢體.
電勢的物理意義是什么？通常情況下如何選擇電勢零點？為什么感生電場中不能引入電勢的概念？
- 電勢是從能量角度上描述電場的物理量.電勢是一個相對的概念, 零電勢一般取無限
遠處或者大地為零勢能點. 電場分為 電荷產生的保守場 和 磁場變化產生的非保守場 (正式名稱:渦旋電場), 感生電場是指渦旋電場, 兩點之間的電勢差(電壓)就是電動勢, 與路徑有關, 所以, 感生電場研究電勢沒意義.
電場是如何產生的？電場因產生的機理不同而具有哪些不同的性質？
- 靜止電荷在其周圍空間產生的電場, 稱為靜電場;隨時間變化的磁場在其周圍空間激
發的電場稱為有感應電場(渦旋電場) .靜電場是有源無旋場, 電荷是場源;感應電場是無
源有旋場.
靜電場的電場線如何描述靜電場？靜電場電場線有哪些特點？
- 電場線是為了直觀形象地描述電場分布, 在電場中引入的一些假想的曲線.曲線上每
一點的切線方向和該點電場強度的方向一致; 曲線密集的地方場強強, 稀疏的地方場強弱. - 特點:靜電場中電場線不是閉合曲線, 在靜電場中, 電場線起始於正電荷或無窮遠處, 終止於負電荷或無窮遠處, 不形成閉合曲線．
論述靜電場和渦旋電場的區別和聯系.
- 靜電場和渦旋電場的相同點:
- 兩者都具有電場的基本特性, 即兩種電場都對處於其中的電荷有力的作用, 它們都具有能量具有物質性.
- 靜電場和渦旋電場的電場強度定義相同, 都可用 E=F/q定義.
- 靜電場和渦旋電場中都可以以電場線形象的表示.
- 靜電場和渦旋電場的不同點:
- 兩類電場產生的原因不同, 靜電場是由靜止電荷產生的, 渦旋電場是由變化磁場產生的.
- 靜電場是保守場(類比重力場), 靜電力對電荷的作用與電荷的運動路徑無關, 只與
初末位置有關, 其電場線是有始有終的.渦旋電場是非保守場, 電場力對電荷的作用與電
荷的運動路徑有關, 其電場線是閉合的, 靜電場可以引入電勢的概念, 而渦旋電場不行. - 靜電場的電場強度是由 “場源電荷” 的能量和空間位置決定, 而渦旋電場是由磁場變化率和空間位置決定.
簡述電場強度和電勢的關系, 請舉例說明.
- 場強與電勢無直接關系.因為某點電勢的值是相對選取的零點電勢而言的, 選取的零
點電勢不同, 電勢的值也不同, 而場強不變.零電勢可人為選取, 而場強是否為零則由電
場本身決定.
簡述靜電屏蔽效應, 並舉例說明其應用.
- 處於靜電平衡狀態的導體, 內部的場強處處為零.因此, 可利用金屬外殼或金屬網封
閉某一區域不在受外界電場的影響, 這一現象稱靜電屏蔽.電磁防輻射服就是利用這個原
理.
簡述尖端放電效應, 並舉例說明其應用.
- 尖端放電是在強電場作用下, 物體尖銳部分發生的一種放電現象.一般的電子打火裝置, 避雷針, 還有工業煙囪除塵的裝置都是運用了尖端放電的原理.
有人認為:
(1)如果高斯面上 E 處處為零則高斯面內必無電荷;
(2)如果高斯面內無電荷,
則高斯面上 E處處為零;你認為這些說法是否正確？為什么？
- 兩種說法都是錯的,
- 該高斯面內也可能有等量的正電荷和負電荷, 總電荷為零. 隨便舉個例子:一個均勻分布正電荷球面的球心處放一個負電荷, 正負電荷數量相等.在球面外任意做高斯面, 高斯面上 E 處處為零.
- 如果有一對正負電荷分布在高斯面的無限接近邊緣的地方, 這樣的情況時高斯面內沒有靜電荷但是在接近電荷的高斯面區域E 並不為零.根據高斯定理, 高斯面上的電場通量(外法線方向為正)等於高斯面內的電荷數.
- 以如果高斯面內無電荷, 高斯面上的電場通量應該等於強度處處為零 .因為有的地方電場線可以流入高斯面(對積分的貢獻為負)時, 面上是有電場的, 但面內沒有電荷.
磁場是如何產生的, 舉例說明.
- 磁場是由運動電荷或變化電場產生的.運動的電荷在空間激發磁場
磁感應線是如何描述磁場的, 磁感應線有什么性質？
- 在磁場中畫出一系列有方向 的閉合曲線, 且使曲線上每一點的切線方向表示該點的磁
場方向.也就是在該點放上小磁針, 靜止時 N 極的指向或 N 極的受力方向.性質:磁感線
是不存在、不相交的閉合曲線.磁感線某點的切線方向表示該點的磁場方向.磁感線的疏
密表示磁場的強弱. 勻強磁場的磁感應強度的大小、 方向都一樣, 磁感線是一組相互平行、方向相同、疏密均勻的直線.磁感應線有可以描述磁場的強弱和方向.
描述奧斯特、畢奧和薩伐爾以及安培發現了那些與磁現象有關的實驗現象及實驗規律.
- 奧斯特發現了載流導線對磁針的作用, 畢奧和薩伐爾再對大量實驗分析后提出畢奧
0, 但這並不等於高斯面上電場, 而有的地方可以流出高斯面(對積分的貢獻為正), 如果正負剛好抵消, 也就是電場通量的代數和為0, 薩伐爾定律, 安培發現兩載流導線的相互作用, 提出物質磁性本質的分子電流假說.
舉例說明如何用楞次定律判斷感應電流或感應電動勢的方向.
- 楞次定律:閉合回路中的感應電流的方向, 總是使得它所激發的磁場來阻止引起感應
電流磁通量的變化.例如, 將一個條形磁鐵 N 極插入一個環形單匝導線時, 導線會產生逆
時針的電流, 原因是逆時針的電流可以阻礙垂直向下增加的磁場.
分析正電荷 q 以不同傾角進入勻強磁場后運動有什么樣的規律？
- 當傾角為零度時, 電荷作直線運動;
- 當電荷運動方向垂直與磁場方向時, 做圓周運動;
- 當傾角不為以上兩種情況時, 作螺線運動.
舉例說明洛倫茲力的應用(有簡單的原理說明, 可作圖) .
- 質譜儀以離子源、質量分析器和離子檢測器為核心.離子源是使試樣分子在高真空條
件下離子化的裝置.電離后的分子因接受了過多的能量會進一步碎裂成較小質量的多種碎
片離子和中性粒子.它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進入質量分析
器.質量分析器是將同時進入其中的不同質量的離子, 按質荷比離子依次進入離子檢測器,采集放大離子信號, 經計算機處理, 繪制成質譜圖.
解釋感生電動勢和動生電動勢？說明產生這兩種電動勢的非靜電力是什么, 為什么？
- 感生電動勢是磁場變化產生的電動勢, 動生電動勢是導體切割磁感線產生的.前者的
非靜電力是感生電場力, 后者是洛倫茲力.
電動勢的物理意義是什么？感生電動勢和動生電動勢的根源是什么？
- 電動勢物理意義:單位正電荷從負極通過電源內部移動
到正極的過程中, 非靜電力所做的功. 感生電動勢的根源是感生電場力, 動生電動勢的根源是洛倫茲力.
解釋傳導電流和位移電流？描述它們的異同點.
- 位移電流是電位移矢量隨時間的變化率對曲面的積分.英國物理學家麥克斯韋首先提出這種變化將產生磁場的假設並稱其為 “位移電流”.位移電流不是電荷作定向運動的電流, 但它引起的變化電場, 也相當於一種電流. 位移電流也可以描述成:電容器充電時, 極板 間變化的電場被視為等效電流.
- 電子在外電場驅使下會發生定向運動, 形成宏觀電流, 但這電流的持續時間是極短暫的. 若將導體兩端接到電池的兩極上, 就能在導體內形成長時間持續的電流.這種存在於導體 內的電流稱為傳導電流．
- 相同點:都可以在空間激發磁場.
- 不同點:
- 傳導電流: 在靜電感應過程中, 金屬導體內的大量自由
- 位移電流只表示電場的變化率,與傳導電流不同,它不產生熱效應、化學效應等. 而傳導電流又熱效應和化學效應.
- 位移電流的本質是變化着的電場, 而傳導電流則是自由電荷的定向運動;
- 傳導電流在通 過導體時會產生焦耳熱, 而位移電流則不會產生焦耳熱;
- 位移電流也即變化着的電場可以存在於真空、導體、電介質中, 而傳導電流只能存在於導體中.
描述如何利用法拉第電磁感應獲得直流電和交流電.
- 直流電:讓一根導線為轉軸, 在勻強磁場中旋轉.在勻強磁場中以恆定速度向同一方向運動;