物理下册(期中)测试练习题

一、填空1.一个电子所带电量为Ｃ ,若一个带电体带了 3.2× 10 - 6Ｃ的正电荷 ,那么它失去了个电子 .2 .电子由静电场中的点Ａ移到点Ｂ ,电场力对电子做功 10ｅＶ ,那么 ,质子从点Ａ移到点Ｂ ,电场对它做功ｅＶ .3.如图 1中两个电池的电动势均为Ｅ ,内阻同是ｒ ,则通过如图电路     

物理(下册)期中测试练习题

一、填空 1.不带电的绝缘导体B放在带负电荷的绝缘导体A的电场中,导体B上感应电荷的分布如图1所示,那么导体B左端的电势右端的电势,导体B内部各点的场强     

物理下册期中测试样卷

一、填空题1. 如果某个点电荷受到另外两个或两个以上点电荷作用时, 每两个点电荷之间的相互作用力仍可由决定, 但该电荷受到的合力应等于各电荷对它作用力的 .2. 如图所示, 在负点电荷Q的电场中, 将一负点电荷由A移到B,则此过程中, 电场力对电荷所做的功WAB O; 电荷的电势能EPA EPB. A、B两点电势UA UB;A、B两点电势差UAB 0. (填>、=或<)3. 如图所示为匀强电场等势面分布, A、B两等势面相距d=5.0×10-3m, 则该电场的场强大小E= ,方向是 .4. 两个电容器的电容C1 大于C2, 把它们充电到相同的电压, 其中的电量较大; 如果它所带…     

静电场一章物理量符号的确定

我们先看一例题 ,一个电子在一匀强电场中的点 A受到 8× 10 -1 3 N的电场力作用 ,问该电场的场强是多少 ?如果电子在电场力的作用下沿电场力方向运动到 1cm远的点 B,问它的电势能有多大的变化 ?A、 B两点的电压是多少 ?题解需列出以下等式 :E=F/q=8× 10 -1 3 /1.6× 10 -1 9=     

对W_(AB)=qU_(AB)的再认识

教科书在推导出电荷q在电场中从A点移到B过程中，电场力所作的功和电势差的关系WAB=qUAB之后得出下面两个结论：结论1：沿电场线方向，电势逐点降低；结论2：电场力作正功时，正电荷是从电势高的地方移向电势低的地方；负电行是从电势低的地方移向电势高的地方．反之，只要正、负电荷这样移动，电场力一定做正功．学生对这样的结论只是记忆而难以理解，教学中如能举一反三，并加以归纳总结，有助于学生正确理解并加强记忆·下面分别从四种情况加以说明．①在正电荷形成的电场中，正检验电荷从A点移到B点，电场力作正功．U在减小．②在…     

谈“电场力做功”在静电场教学中的重要意义

从做功和能量的观点出发,研究静电场的性质是一种重要的方法.电场力做功的数学表达式WAB=qUAB(A表示起点,B表示终点),在静电场的教学中具有十分重要的意义.     

关于电荷在电场中移动时作功的问题

高三物理课本§13中,对在电场里移动电荷时作功的问题,讨论了两种最重要的情形:第一种情形是电荷在电场力作用下移动.例如在图1中,把正电荷从 A 点移到 B 点,或把负电荷从     

几个靜电演示实验的改进

一、导体上电荷的分布跟表面的曲率有关的实验高三物理课本上的演示是用一个通草球依灰靠近带电体表面曲率不同的地方A、B、C,观察通草球被导体推斥开的距离,效果不好。其原因是:(1)通草球常被带电体吸住了,推不开。(2)先后做三次,由于推斥开的距离不显著,难作鲜明对比。改进的方法是将小的通草球三个,分别包上一层锡纸,用长12—15厘米的丝线吊在粗铁丝上,铁丝用支架支住,使三个小球分别靠近绝缘导体A、B、C,相距2毫米,如图1所     

第一性原理计算C掺杂金红石型TiO_2的磁性和光学性质

本文运用第一性原理GGA+U方法计算了C元素单/双掺杂金红石型TiO_2的电子结构、磁性和光学性质.结果表明,C掺杂体系的晶格发生畸变和体积相应增大.单掺杂体系的磁矩为1.3μB,磁矩主要归因于杂质态引起的自旋电荷密度不平衡,杂质态主要由C-2p、O-2p和Ti-3d的态电子构成,且它们之间存在明显的杂化现象.双掺杂体系中C原子之间的反铁磁性耦合比铁磁性耦合更加稳定,但其磁矩为零.另外,随着掺杂浓度的增大,掺杂体系的带隙由2.58 eV增大到3.4 eV,且在可见光区域的光吸收效率明显增大.这表明带隙的减小可能不是光谱吸收增强的主要因素,而带隙中的杂质态极大地影响了光谱吸收效率.     

第一性原理研究B掺杂Mn_4Si_7的电子结构和光学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对未掺杂及B掺杂Mn_4Si_7的电子结构和光学性质进行理论计算.研究结果表明,未掺杂Mn_4Si_7是间接带隙半导体,其禁带宽度为0.786 eV,B掺杂后其禁带宽度下降为0.723 eV. B掺杂Mn_4Si_7是p型半导体材料.未掺杂Mn_4Si_7在近红外区的吸收系数达到10~5 cm~(-1),B掺杂引起Mn_4Si_7的折射率、吸收系数、反射系数及光电导率增加.     

第一性原理计算C掺杂金红石型TiO2的磁性和光学性质

本文运用第一性原理GGA+U方法计算了C元素单/双掺杂金红石型TiO2的电子结构、磁性和光学性质. 结果表明, C掺杂体系的晶格发生畸变和体积相应增大。单掺杂体系的磁矩为1.3 μB, 磁矩主要归因于杂质态引起的自旋电荷密度不平衡, 杂质态主要由C-2p、O-2p 和Ti-3d的态电子构成, 且它们之间存在明显的杂化现象. 双掺杂体系中C原子之间的反铁磁性耦合比铁磁性耦合更加稳定, 但其磁矩为零. 另外, 随着掺杂浓度的增大, 掺杂体系的带隙由2.58 eV增大到3.4 eV, 且在可见光区域的光吸收效率明显增大. 这表明带隙的减小可能不是光谱吸收增强的主要因素, 而带隙中的杂质态极大地影响了光谱吸收效率.     

C在不同位置掺杂(n,n)型BN纳米管的密度泛函研究

用密度泛函B3LYP/3-21G(d)方法,并利用周期边界条件,研究了C原子在不同位置掺杂的(n,n)型BN纳米管的结构与性质.揭示了几何结构特征、能量、稳定性和能带结构的变化规律.研究了C原子在B位或N位置分别掺杂的BN纳米管的模型(掺杂浓度x=1/(4n),n=3—9),部分B位掺杂管发生了变形,而所有N位掺杂管则几乎不变形,而且N位比B位的掺杂能更低(管更稳定),B位掺杂管的能隙为1.054—2.411 eV,N掺杂管的能隙为0.252—1.207 eV,所有掺杂管都是半导体,所有掺杂管都具有直接带隙.     

扭转形变对石墨烯吸附O原子电学和光学性质影响的电子理论研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了扭转形变对石墨烯吸附O体系结构稳定性、电子结构和光学性质,包括吸附能、带隙、吸收系数及反射率的影响.研究发现,吸附O原子后,距O原子最近的C原子被拔起,导致石墨烯平面发生扭曲.吸附能计算表明,扭转形变使石墨烯吸附O原子体系结构稳定性下降,而扭转程度对结构稳定性影响微弱.能带结构分析发现,O原子的吸附使石墨烯由金属变成半导体,扭转形变发生时,可实现其从半导体到金属、再到半导体特性的转变.扭转角为12°的吸附O原子体系为间接带隙,而其他出现带隙的体系均为直接带隙.与本征石墨烯受扭体系相比,吸附O原子体系的电子结构对扭转形变的敏感度降低,其中扭转角在10°—16°范围内变化时,带隙始终稳定在0.11 eV附近,即在此扭转角范围内始终对应窄带隙半导体.在光学性能中,受扭转形变的吸附体系吸收系数和反射率峰值较未受扭转形变石墨烯吸附O原子体系均减弱,且随着扭转程度的加剧,均出现红移到蓝移的转变.     

点缺陷对单层MoS2电子结构及光学性质的影响研究

采用基于第一性原理的贋势平面波方法,对不同类型点缺陷单层MoS2电子结构、能带结构、态密度和光学性质进行计算。计算结果表明：单层MoS2属于直接带隙半导体,禁带宽度为1.749ev,V-Mo缺陷的存在使得MoS2转化为间接带隙Eg=0.671eV的p型半导体,V-S缺陷MoS2的带隙变窄为Eg=0.974eV,S-Mo缺陷的存在使得MoS2转化为间接带隙Eg=0.482eV; Mo-S缺陷形成Eg=0.969eV直接带隙半导体,费米能级上移靠近价带。 费米能级附近的电子态密度主要由Mo的4d态和s的3p态电子贡献。光学性质计算表明：空位缺陷对MoS2的光学性质影响最为显著,可以增大MoS2的静态介电常数、折射率n0和反射率,降低吸收系数和能量损失。     

光学思考题三则

一、如图一所示,按实线光路,物点A与象点B对薄凸透镜共轭;按点线光路,物点A与象点C共轭.所以我们说:“象点B和C与同一物点A共轭”.这种说法对吗? 二、惠更斯──菲涅耳原理描述了如何计算观察点处的衍射光强,其中元波面ds在观察点P处的元振幅dA是和ds的面积成正比的,见图二.我们用黑纸将荧光灯裹住,并在黑纸上挖一个小孔ds,那么墙上P处将有一定的辐射照度;现将小孔面积增大为2ds,则P处照度增大一倍.那么,究竟是振幅与面元面积ds成正比,还是光强与面元面积成正比呢?两种说法是否有矛盾? 三、空酒杯底部看起来是一个凸玻璃球面,并未现出…     

新型二维拉胀材料SiGeS的理论预测及其光电性质

二维材料由于其在力学、电学以及光学等领域的潜在应用而受到广泛关注.基于第一性原理计算,通过有序地排列SiH3SGeH3的Si-S-Ge骨架,设计了一种全新的二维材料SiGeS.单层SiGeS具有良好的能量、动力学以及热力学稳定性. SiGeS具有非常罕见的负泊松比.此外,单层SiGeS是间接带隙半导体,其带隙值为1.95 eV.在应变的作用下, SiGeS可转变为带隙范围为1.32—1.58 eV的直接带隙半导体,可被应用在光学或半导体领域.同时,本征SiGeS拥有优异光吸收能力,其最高光吸收系数可达约10~5 cm^–1,吸收范围主要在可见光到紫外波段.在应变下,光吸收范围可覆盖到整个红外波段.这些有趣的性质使得SiGeS成为一种多功能材料,有望被用于纳米电子、纳米力学以及纳米光学等领域.     

Ba置换对钙钛矿型氧化物CaMnO_3稳定性及电子结构的影响

采用赝势法近似密度泛函理论的方法研究了重元素Ba置换钙钛矿型氧化物CaMnO_3的稳定性及电子结构.结果表明,Ba置换引入晶格畸变,且具有各向异性.Ba置换钙钛矿型氧化物CaMnO_3呈现明显的半导体特性,且其稳定性降低.Ba置换Ca位之后,钙钛矿型氧化物CaMnO_3仍然呈间接带隙型能带结构,自旋向上和自旋向下的电子能带带隙宽度分别减小到0.659 eV和0.655 eV,且经过Ba置换之后向导体转变.Ba置换CaMnO_3晶体中的电子主要在-37.5 eV,-18 eV,-16 eV,-5 eV～0 eV,1 eV附近形成能带,能级数量在-18 eV,-16 eV,-0.7 eV三个极值点依次降低.Ba置换钙钛矿型氧化物CaMnO_3价带中和导带中的电子能级弥散性不同,表明它们具有不同的有效质量.Mn p,O p和Mn d电子对钙钛矿型氧化物CaMnO_3费米面态密度具有较大的贡献,它们决定CaMnO_3材料的导电过程.     

应力调控下二维硒化锗五种同分异构体的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法,研究了二维单层硒化锗(GeSe)的5种同分异构体结构的稳定性和在应力调控下的电子性质变化规律.计算结果表明:5种同分异构体结构都具有热力学稳定性; a-GeSe是直接带隙半导体, b-GeSe, g-GeSe, d-GeSe和e-GeSe都是间接带隙半导体. a-GeSe在应力调控下出现了直接到间接带隙的转变和半导体到金属性质的转变. b-GeSe和g-GeSe在应力的作用下具有可调节的间接带隙范围.当沿dGeSe双轴方向施加压缩应力为1%和4%时, d-GeSe的能带从间接带隙转变成直接带隙.通过沿e-GeSe的扶手椅形方向施加10%的拉伸应变,出现了从间接带隙到直接带隙的转变;继续增加拉伸应变到20%,能带结构一直保持直接带隙的特征,其可调范围为1.21—1.44 eV.沿d-GeSe双轴方向施加10%拉伸应变时,也出现了从间接带隙到直接带隙的转变;该直接带隙在双轴拉伸应变增加到19%前一直保持,可调范围为0.61—1.19 eV.     

压力对有机半导体均苯四甲酸晶体结构转变和电子性质的影响

研究高压条件下均苯四甲酸(C₁₀H₆O₈)材料的结构和性质对探索有机半导体材料的应用有积极意义.基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,开展了0-300 GPa压强下C₁₀H₆O₈晶体的结构、电子和光学性质的研究.晶格常数在压强20 GPa和150 GPa下出现了明显跳变,且原子之间随着压强变化反复地出现成键/断键现象,表明压强可诱导晶体结构变化.电子结构的性质表明,0 GPa的C₁₀H₆O₈晶体是带隙为3.1 eV的直接带隙半导体,而压强增加到150 GPa时,带隙突变为0 eV,表明了晶体由半导体转变为导体.当压强为160 GPa时,晶体又变成了能隙约为1eV的间接带隙半导体,这可能是费米能级附近仅受O-2p轨道电子影响所导致.通过对C₁₀H₆O₈晶体介电函数的分析,再次验证了晶体在150 GPa时发生了结构相变.同时...     

Rb吸附石墨烯纳米带电子性质和光学性质的研究

本文基于密度泛函理论的第一性原理方法了计算了Rb、O和H吸附石墨烯纳米带的差分电荷密度、能带结构、分波态密度和介电函数,调制了石墨烯纳米带的电子性质和光学性质,给出了不同杂质影响材料光学特性的规律.结果表明本征石墨烯纳米带为n型直接带隙半导体且带隙值为0.639 eV;Rb原子吸附石墨烯纳米带之后变为n型简并直接带隙半导体,带隙值为0.494eV;Rb和O吸附石墨烯纳米带变为p型简并直接带隙半导体,带隙值增加为0.996eV;增加H吸附石墨烯纳米带后,半导体类型变为n型直接带隙半导体,且带隙变为0.299eV,带隙值相对减小,更有利于半导体发光器件制备.吸附Rb、O和H原子后,石墨烯纳米带中电荷密度发生转移,导致C、Rb、O和H之间成键作用显著.吸附Rb之后,在费米能级附近由C-2p、Rb-5s贡献;增加O原子吸附之后,O-2p在费米能级附近贡献非常活跃,杂化效应使费米能级分裂出一条能带;再增加H原子吸附之后,Rb-4p贡献发生蓝移,O-2p在费米能级附近贡献非常强,费米能级分裂出两条能带.Rb、O和H的吸附后,明显调制了石墨烯纳米带的光学性质.