3．设一小型火箭在高空绕地球作匀速圆周运动，若火箭沿其运动的相反方向抛出一物体P，不计空气阻力，则　 (　　 )

　A．火箭一定离开原来轨道运动

　B．P一定离开原来轨道运动

　C．火箭运动轨道半径一定增大

　D．P运动的轨道半径一定减小

2．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，关于下列说法中正确的是(　　 )

　A．核外电子受力变小

　B．原子的能量增大

　C．氢原子要吸收一定频率的光子

　D，氢原子要放出一定频率的光子

1．如图10-1所示，质量不等的A、B两长方体迭放在光滑的水平面上，第一次用水平恒力F拉A，第二次用水平恒力F拉B，都能使它们一起沿水平方向运动，而A、B之间没有相对滑动，则两种情况(　　 )

　A．加速度相同　　　 　　　 B．A、B间摩擦力大小相同

　C．加速度可能为零　 　　 D．A、B间摩擦力可能为零

5．按照预定计划，“勇气”号探测器将花费9个火星日左右的时间进行设备自检，从登陆舱平台上逐渐站起来，然后驶向火星表面。“勇气”号的观测使命将持续90个火星日。科学家们希望它能通过勘探分析周围的土壤和岩石等，解答有关这个地方过去是否存在过水的问题。据认为，“古谢夫环形山”在火星远古时期可能是一片湖泊。若存在冰冻水，有可能是彗星撞击火星而来，也有可能有火星上的氧化铁使太阳风中的质子氧化而成，几十亿年累积的水约6×10¹¹t，如其中10%是由氧化铁使质子氧化生成，求火星俘获质子的总质量。

说明：以上创新试题使用年级，高一下学期期末考试、高三备考复习。

4．美国的“勇气”号着陆后将对火星矿物进行勘探，以期证实火星早期曾存在高温热水的设想；“勇气”号则用于对火星水的形成原因进行研究。科学家研究水是根据中子光谱仪探知的，这种仪器若发现，中子的速度在火星尘土中某些部分出现了明显下降，就可以知道火星尘土中有大量的氢离子。

(1)从碰撞实验的角度说明为什么中子速度明显下降，表明有氢离子存在，从而间接证明可能存在水。

(2)这类似物理学史上什么著名实验？

3．火星探测器中的机器人测得火星上一昼夜的时间为1.9×10⁴s，并在火星的赤道上，用弹簧秤称得一个铅球的重力是在火星两极重力的90%，则火星的平均密度为

　　　　　　　　 kg/m³。

2．探测器有可能在一些环形山中发现质量密集区。当飞越这些密集区时，通过地面的大口径射电望远镜观察，探测器的轨道参数发生微小变化。这些可能的变化是()

A．半径变小　 B．半径变大　 C．速率变小　　 D．速率变大

1．若“勇气”号一直沿地球、火星的连线运动，当地球对它的引力和火星对它的引力大小相等时，“勇气”号距地球与距火星的距离之比为　　　　　　 。(已知地球质量大约是火星质量的9倍)

(二)激光的特点及应用

1．激光的特点：亮度高、方向性好、单色性好、相干性好，

①红宝石激光器产生的激光亮度比太阳光的亮度要高几百亿倍

②激光光束几乎是完全不发散的平行光，方向性非常好

③同一个激光器产生的激光的波长范围很窄，接近于单一频率，单色性比其他光源发出的光都好

④原子发生受激辐射时发出的光子的频率、初相和偏振方向等都跟入射光子完全一样，所以激光的相干性很好。

2．激光的应用(自学)

[教学重点]：1、a粒子散射实验　　 2、玻尔理论及对氢光谱的解释

[教学难点]：玻尔理论

[本周参考练习]

1．卢瑟福a粒子散射实验的结果

(A)证明了质子的存在

(B)证明了原子核是由质子和中子组成的

(C)说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上

(D)说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动

2．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是：

(A)原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内

(B)原子中的质量均匀分布在整个原子范围内

(C)原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内

(D)原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内

3．在卢瑟福的a粒子散射实验中，有少数a粒子发生大角度偏转，其原因是

(A)原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上

(B)正电荷在原子中是均匀分布的

(C)原子中存在着带负电的电子

(D)原子只能处于一系列不连续的能量状态中

4．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后

(A)原子的能量增加，电子的动能减少

(B)原子的能量增加，电子的动能增加

(C)原子的能量减少，电子的动能减少

(D)原子的能量减少，电子的动能增加

5．(95S-三、B组2)按照玻尔理论，氢原子处在量子数为n=2和n=3的定态时，其相应的原子能量的绝对值比|E₂|：|E₃|=_____________。

6．取无限远处电势能为零时，氢原子的基态能量E₁=-13.6eV，则处于基态的电子所具有的电势能E_p1=_______eV，处于n=3能级的电子所具有的动能E_B3_______eV.

7．已知氢原子基态能量是E₁=-13.6eV，如果氢原子吸收_______eV能量，它即可由基态跃迁到第二能级。

8．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r_a的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r_b的圆轨道上，r_a>r_b，在此过程中

(A)原子要发出一系列频率的光子

(B)原子要吸收一系列频率的光子

(C)原子要发出某一频率的光子

(D)原子要吸收某一频率的光子

9．如右图所示给出了氢原子最低的四个能级，氢原子在这些能级之间跃迁，所辐射的光子的频率最多有_______种，其中最小的频率等于_______Hz(保留两个数字)，电子电量e=1.6×10^-19C，普朗克常量h=6.6×10^-34J·s。

　　　　　　　　　　　　 　　　　　　n　　　　　　　 E_n(eV)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4 ______________ -0.85

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3 ______________ -1.51

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2 ______________ -3.4

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1 ______________ -13.6

(一)激光的产生原理：

1．原子发光的两种情形：

①自激辐射(自然光)：处于激发态的原子是不稳定的，只能停留很短的时间，通常约为10^-8秒，就自发地跃迁到较低能级去，同时辐射出一个光子，(h =E₂-E₁)这种辐射叫做自发辐射。

　 原子发生自发辐射时，各个原子发出的光子是四面八方辐射的，它们的频率、初相和偏振方向互不相同，而且每个原子每次发光持续的时间很短约10^-9秒，下一次发光又会发出跟前一次不同的光子，因此这些光叠加时不会产生稳定的干涉花样，看到的只是大量光产生的一种平均效果，这种光就是自然光，这就是普通光源发光的情形。

②受激辐射(激光)：当原子处于激发态E₂时，如果恰好有能量h=E₂-E₁的光子从附近通过，在入射光子的电磁场的影响下，原子会发出一个同样的光子而跃迁到低能级E₁去，这种辐射叫受激辐射。

　 原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向、初相和偏振方向等，都跟入射光子完全一样，也就是说，受激辐射的光子跟入射光子没有任何区别，这样，一个入射光子由于引起受激辐射就变成了两个光子(同样)，如果这两个光子在媒质中传播时再引起其他原子发生受激辐射，就会产生越来越多的相同的光子，使光得到加强，这就是激光。也就是说，由于受激辐射而得到加强的光就是激光。

2．亚稳态和粒子数反转：

①亚稳态：某些原子有一些特殊的能级，原子处(于)在这些特殊能级上时，虽然也是激发态，却能停留较长的时间，比处在其他激发态的时间可长约十万倍，因而不易发生自发跃迁，这种激发态叫做亚稳态。

②粒子数反转：如果原子有两个激发态E₂和E₁，其中较高能级E₂是亚稳态，而较低能级E₁是寿命很短的激发态，我们设法把处于基态的原子大量激发到亚稳态E₂，处于高能级E₂的原子数就可以大大超过处于低能级E₁的原子数，这种状态叫做粒子数反转。

　 这时，如果有能量等于E₂-E₁的光子从原子附近通过，就会产生大量的受激辐射，于是光放大过程大于光吸收过程得到较强的激光。

3．激光器的种类：能产生激光的装置，叫做激光器。

　 种类有几百种：有固体激光器、液体激光器、气体激光器

　　　　　　　　 半导体激光器