第一章建筑热工学基本知识
习题
1-1、构成室内热环境的四项气候要素是什么？简述各个要素在冬（或夏）季，在居室内，是怎样影响人体热舒适感的。
答：（1）室内空气温度：居住建筑冬季采暖设计温度为18℃，托幼建筑采暖设计温度为20℃，办公建筑夏季空调设计温度为24℃等。这些都是根据人体舒适度而定的要求。
（2）空气湿度：根据卫生工作者的研究，对室内热环境而言，正常的湿度范围是30-60%。冬季，相对湿度较高的房间易出现结露现象。
（3）气流速度：当室内温度相同，气流速度不同时，人们热感觉也不相同。如气流速度为0和3m/s时，3m/s的气流速度使人更感觉舒适。
（4）环境辐射温度：人体与环境都有不断发生辐射换热的现象。
1-2、为什么说，即使人们富裕了，也不应该把房子搞成完全的“人工空间”？
答：我们所生活的室外环境是一个不断变化的环境，它要求人有袍强的适应能力。而一个相对稳定而又级其舒适的室内环境，会导致人的生理功能的降低，使人逐渐丧失适应环境的能力，从而危害人的健康。
1-3、传热与导热（热传导）有什么区别？本书所说的对流换热与单纯在流体内部的对流传热有什么不同？
答：导热是指同一物体内部或相接触的两物体之间由于分子热运动，热量由高温向低温处转换的现象。纯粹的导热现象只发生在密实的固体当中。
围护结构的传热要经过三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热。严格地说，每一传热过程部是三种基本传热方式的综合过程。
本书所说的对流换热即包括由空气流动所引起的对流传热过程，同时也包括空气分子间和接触的空气、空气分子与壁面分子之间的导热过程。对流换热是对流与导热的综合过程。
而对流传热只发生在流体之中，它是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能的。
1-4、表面的颜色、光滑程度，对外围护结构的外表面和对结构内空气间层的表面，在辐射传热方面，各有什么影响？
答：对于短波辐射，颜色起主导作用；对于长波辐射，材性起主导作用。如：白色表面对可见光的反射能力最强，对于长波辐射，其反射能力则与黑色表面相差极小。而抛光的金属表面，不论对于短波辐射或是长波辐射，反射能力都很高，所以围护结构外表面刷白在夏季反射太阳辐射热是非常有效的，而在结构内空气间层的表面刷白是不起作用的。
1-5、选择性辐射体的特性，对开发有利于夏季防热的外表面装修材料，有什么启发？
答：选择性辐射体又称非灰体，其辐射光谱与黑体光谱截然不同，甚至有的只能发射某些波长的辐射线。但是建筑材料多属于灰体，根据非灰体的性质可开发非灰体的装修材料，辐射和吸收某种特定的辐射线。
由图可知，选择性辐射体的特性，具有间断性，可将此特性利用起来，将外表面装饰材料刷白，或进行浅色处理，对夏季反射太阳辐射热也非常有效。
1-6、书中给出的自然对流时计算αc的三个公式中，系数分别为2.0，2.5，1.3，试说明系数不同的原因。
答：是因为结构和热源位置不同，高温密度小的空气和低温密度大的空气之间进行对流换热。
水平表面（热流由下而上）有利于对流，所以取2.5
水平表面（热流由上而下）不利于对流，所以取1.3
垂直表面不影响对流，所以取2.0
1-7、试根据自己的经验，列举几个外墙内表面或地面产生表面结露现象的实例，并说明结露的原因。
答：例1、有些户主由于使用不当，经常使室内出现许多水蒸气，室内空气容纳不了的水蒸气就凝结成水珠析出。
由于山墙的建筑构造做法不到位，使山墙内表面温度低于室内的露点温度，而导致山墙表面出现结露，甚至霉变。
例2、有些室内由于温度降低，而使露点温度降低，产生结露现象。
若在建筑构造无总是的情况下，居民生活方式不同，也会使房间产生结露的现象，居民在居住空间内频繁进行类似于大蒸汽作业，就会使室内水蒸气含量过高，出现结露现象。
第二章建筑围护结构的传热原理及计算
习题
2-1、建筑围护结构的传热过程包括哪几个基本过程，几种传热方式？分别简述其要点。
答：建筑围护结构传热过程主要包括三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热。
表面吸热——内表面从室内吸热（冬季），或外表面从事外空间吸热（夏季）
结构本身传热——热量由高温表面传向低温表面
表面放热——外表面向室外空间散发热量（冬季）,或内表面向室内散热（夏季） 2-2、为什么空气间层的热阻与其厚度不是成正比关系？怎样提高空气间层的热阻？
答：在空气间层中，其热阻主要取决于间层两个界面上的空气边界层厚度和界面之间的辐射换热强度。所以，空气间层的热阻于厚度之间不存在成比例地增长关系。
要提高空气间层的热阻可以增加间层界面上的空气边界层厚度以增加对流换热热阻；或是在间层壁面上涂贴辐射系数小的反射材料以增加辐射换热热阻。
2-3、根据图2-17所示条件，定性地作为稳定传热条件下墙体内部的温度分布线，应区别出各层温度线的倾斜度，并说明理由。已知λ3〉λ1〉λ2。
答：由dx
d q
θλ
-=可知，由于是稳定传热，各壁面内的热流都相同，当λ值越大时，各壁层的温度梯度
dx
d θ就越小，即各层
温度线的倾斜度就越小。
2-4、如图2-18所示的屋顶结构，在保证内表面不结露的情况下，室外外气温不得低于多少？并作为结构内部的温度分布线。已知：ti=22℃，ψi=60%，Ri= 0.115m2?k/W ，Re=0.043 m2?k/W 。
解：由t i =22℃，ψi =60% 可查出Ps=2642.4Pa 则
pa p p i s 44
.15856.04.2642=?=?=?
可查出露点温度
88.13=d t ℃
要保证内表面不结露，内表面最低温度不得低于露点温度 1）将圆孔板折算成等面积的方孔板
m a a d 097.04
2
2==π
2）计算计算多孔板的传热阻
有空气间层的部分（其中空气间层的热阻是0.17）
W K m R /)(35.004.011.074.10265
.017.074.10265.0201?=++++=
无空气间层的部分
W K m R /)(24.004.011.074
.115
.0202?=++=
3）求修正系数
)/(74.11K m W ?=λ )/(57.017
.0097
.02K m W ?==λ
33.074
.157.012==λλ 所以修正系数取0.93 4）计算平均热阻
W
K m R /)(143.093.015.024.0053.035.0097.0053.0097.02?=??????
???????-++=
5）计算屋顶总的传热系数
W K m R /)(63.015.0143.019
.005
.093.002.017.001.02?=++++=
6）计算室外温度
11
.088
.132263.022-=--=-e i
i
i e i t R t R t t θ
得 te=-24.79℃ 由此可得各层温度是
θ1=3.45℃ θ2=-15.92℃ θ3=-17.5℃ θe=-21.84℃
可画出结构内部的温度分布线。
第三章 建筑保温
习 题
3-1、采暖居住房间的密闭程度（气密化程度）对卫生保健、经济、能源消费等方面，各有什么影响？
答：就保温而言，房间的密闭性越好，则热损失越少，从而可以在节约能源的基础上保持室温。但从卫生要求来看，房间必须要有一定的换气量。另一方面，过分密闭会妨碍湿气的排除，使室内湿度升高，从而容易造成表面结露和围护结构内部受潮。
3-2、试从节约能源的角度分析，在相同面积的情况下，正方形平面与长方形平面何者有利？
答：从节约能源的角度分析，就要控制建筑的体形系数即建筑的外表面积与其所包围的体积之比。对于同样的体积的建筑，在各面外围护结构的传热情况均相同时，外表面面积越大，热损失越多，所以在相同面积的情况下，正方形平面更为有利。
3-3、为什么我国规定围护结构的总热阻，不得小于最小总热阻R о?min ？
答：规定围护结构的总热阻，不得小于最小总热阻R о?min 主要是因为：保证内表面不结露，即内表面温度不得低于室内空气的露点温度；同时还要满足一定的热舒适条件，限制内表面温度，以免产生过强的冷辐射效应。
3-4、说明允许温差[Δt]的意义，并回答[Δt]大或小，哪一种的质量要求高？为什么？
答：允许温差是根据卫生和建造成本等因素确定的。按允许温差设计的围护结构，其内表面温度不会太低，一般可保证不会产生结露现象，不会对人体形成过分的冷辐射，同时，热损失也不会太多。
使用质量要求高的房间，允许温差小一些。因为在同样的室内外气象条件下，按较下的允许温差确定的最小传热阻值，显然要大一些，从而其围护结构就具有了更大的保温能力。
3-5、试说明一般轻质材料保温性能都比较好的道理，并解释为什么并非总是越轻越好？
答：影响材料保温性能因素之一就是材料的密度。材料导热系数的差别就在于材料的孔隙率的不同，孔隙越多，则孔隙传热的影响就越大，材料的导热系数越小，材料的保温性能越好。所以说一般轻质材料的保温性能较好。
但当孔隙率增加到一定程度，其孔壁温差变大，辐射传热量加大，同时，大孔隙内的对流传热也增多，特别是由于材料骨架所剩无几，使许多孔隙变成互相贯通的，使对流传热量显著增加。所以说并非越轻越好。
3-6、试详述外保温构造方法的优缺点。 答：外保温的优点：
1、使墙或屋顶的主要部分受到保护，大大降低温度应力的起伏，提高结构的耐久性；
2、外保温对结构及房间的热稳定性有利；
3、外保温有利于防止或减少保温层内部产生水蒸气凝结；
4、外保温法使热桥处的热损失减少，并能防止热桥内部表面局部结露
5、对于旧房的节能改造，外保温处理的效果最好。
外保温的缺点：
1、适用于规模不太大的建筑，才能准确判断外保温是否提高房间的热稳定性；
2、在构造上较复杂，必须有保护层；
3、由于要设保护层，所以造价要高。
3-7、倒铺屋面有哪些好处？目前在推广应用方面存在什么困难？
答：到铺屋面法不仅可能完全消除内部结露的可能性，又是防水层得到保护，从而大大提高其耐久性。
这种方法对保温材料的要求更高，而求目前都要在保温层上面设置某种覆盖层加以保护。对于保温层，还没有合适的理想材料，有些材料虽有不吸水、耐火、耐化学侵蚀等优点，但英属于脆性材料不利于施工，所以推广有一定的困难。
3-8、设在哈尔滨地区有一办公楼，其屋顶为加气混凝土条板平屋顶（图3-26），试校核该屋顶是否满足保温要求？已知：ti=18℃，t Ⅰ=-26℃，t Ⅱ=-29℃，t Ⅲ=-31℃，t Ⅳ=-33℃。
提示：加气混凝土用在这种构造内时，其λ值和s 值均应修正。a=1.15 解：1）计算热惰性指标，确定墙体类型
196.033.317
.001
.011
1
111=?=
?=
?=S d S R D λ 242.026.1193
.002
.022
2
222=?=
?=
?=S d S R D λ
74.345.315.124
.015.126
.033
3
333=???=
?=
?=S d S R D λ
18.474.3242.0196.0321=++=++=D D D D
则属于II 型，取t σⅡ=-29℃ 2）计算最低热阻
148.111.015
.429
18)(min .0=??+=???-=
i e i R n t t t R 底限附加热阻 494
.1148.13.13.1min .0'
min .0=?=?=R R
3）计算屋顶的总热阻
314.104.011.024
.026.093.002.017.001.00=++++=
R '
m in .00R R < 所以不满足要求
第四章 外围护结构的湿状况 习 题
4-1、围护结构受潮后为什么会降低其保温性能，试从传热机理上加以阐明。
答：材料的导热系数是固体〉液体〉气体，当围护结构受潮后原来围护结构中的水蒸气就以液态凝结水的形式存在于围护结构中，使围护结构的导热系数增大，保温能力降低。
4-2、采暖房屋与冷库建筑在蒸汽渗透过程和隔汽处理原则上有何差异？
答：对于采暖房屋蒸汽渗透过程是从室内向室外，而对于冷库建筑蒸汽渗透过程是从室外向室内的过程。
在设置隔汽层时，隔汽层应布置在蒸汽流入的一侧，所以对采暖房屋应布置在保温层内侧，对于冷库建筑应布置在隔热层外侧。 4-3、试检验图4-12中的屋顶结构是否需要设置隔汽层。已知：ti=18℃，ψi=65%；采暖期室外平均气温t α=-5℃；平均相对湿度ψα=50%；采暖期Ζh= 200天，加气混凝土容重γ0=500kg/m3。
解：1）计算各层的热阻和水蒸汽渗透阻 材料层 d
λ
R=d/λ
μ*104
H=d/μ*104
二毡三油 0.01 0.17 0.059 0.075 水泥砂浆 0.02 0.93 0.022 0.9 0.02 加气混凝土 0.06 0.19 0.275 1.99 0.03 水泥砂浆 0.01 0.93 0.011 0.9 0.01 钢筋混凝土板 0.03
1.74
0.017 0.158
0.19
R=0.384
H=0.25*104
由此可得：R 0=0.11+0.384+0.04=0.534 H 0=2500 2）计算室内外空气的水蒸汽分压力
ti=18℃ ps=2062.5pa 则pi=2062.5×65%=1340.6pa
ti=-5℃ ps=401.3pa 则pi=401.3×50%=200.7pa 3）计算围护结构各层的温度和水蒸汽分压力
3.13)518(534
.011
.018=+?-
=i θ ℃
pa p i s 5.1526,=
5.12)518(534
.0017
.011.0182=+?+-
=θ ℃
pa p s 2.14492,=
1.12)518(534
.011
.0017.0011.0183=+?++-
=θ ℃
pa p s 5.14103,=
2.0)518(534
.011
.0275.0017.0011.0184=+?+++-
=θ ℃
pa p s 9.6194,=
5.1)518(534
.0022
.0059.0534.0185-=+?---
=θ ℃
pa p s 0.5405,=
5.2)518(534
.0059
.0534.018-=+?--
=e θ ℃
pa p e s 0.496,=
pa p i 6.1340=
pa p 3.474)7.2006.1340(2500
1900
6.13402=-?-
=
pa p 7.428)7.2006.1340(2500
100
19006.13403=-?+-=
pa p p 9.291)7.2006.1340(2500
300
10019006.134054=-?++-
==
pa p e 7.200=
做出ps 和p 的分布线，两线不相交，说明不需设置隔汽层。
第五章 建筑防热
习 题
5-1、试计算武汉地区（北纬30°）某厂房卷材屋顶的室外综合温度的平均值与最高值。
已知：I max =998W/m 2
（出现在12点）；=I
326 W/m 2；t e ，
max =37℃（出现于15点）；2.32=e t ℃；
19=e α W/（m 2.K ）; 88.0=s ρ 解:1）室外平均综合温度,取t lr =3.5℃
80.435.31932688.02.32=-?+=-+=lr e s e sa t I t t αρ ℃
2）
12.3119/88.0)326998(/)(max =?-=-=e S ts I I A αρ
8.42.3237max .=-=-=e e te t t A
48.68.412.31==te ts A A 所以取修正系数为0.95 12.3495.0)12.318.4()(=?+=+=βts te sa A A At
92.7712.348.43max .=+=+=sa sa sa At t t ℃
5-2、试计算武汉地区某厂房在自然通风下屋顶的内表面温度状况。其屋顶结构为：（1）钢筋混凝土板：厚度 （2）泡沫混凝土隔热层：厚度 （3）水泥砂浆抹平层：厚度
（4）卷村屋面：厚度（水平面的太阳辐射和室外气温资料参照习题5-1；其他条件可自行假设）。
5-3、设北纬30°地区某住宅朝南窗口需设遮阳板，求遮挡七月中旬9时到15时所需遮阳板挑出长度及合理形式。 已知窗口高1.8米，宽2.4米，窗间墙宽1.6米，厚0.18米。
5-4、试从隔热的观点来分析：（1）多层实体结构；（2）有封闭空气间层结构；（3）带有通风间层的结构；它们的传热原理及隔热的处理原则。
答：1、多层实体结构它的传热主要是实体结构的导热，在进行隔热处理时可通过增加实体结构的热阻，以降低结构的导热系数，从而增加隔热能力；
2、有封闭空气间层结构它的传热主要是间层中的辐射传热，在进行隔热处理时可在间层壁面贴辐射系数小的反射材料，以减小辐射传热量，从而增加隔热能力；
3、带有通风间层的结构它的传热主要是对流传热，当室外空气流经间层时，带走部分从面层传下的热量，从而减少透过基层传入室内的热量。因此，可通过增加间层的通风量，来达到隔热的目的。
5-5、为提高封闭间层的隔热能力应采取什么措施？外围护结构中设置封闭空气间层其热阻值在冬季和夏季是否一样？试从外墙及屋顶的不同位置加以分析。
答：为提高封闭间层的隔热能力，可以在间层内铺设反射系数大、辐射系数小的材料（如铝箔），以减少辐射传热量。
由于季节不同，太阳的高度角和方位角的不同，所以在冬季屋顶的太阳辐射热较小，而外墙接受的太阳辐射于夏季相比较变化不大。所以对于屋顶冬季的热阻值比夏季小，而外墙则变化不大。
5-6、试从降温与防止地面泛潮的角度来分析南方地区几种室内地面（木地板、水泥地、磨石子地或其他地面）中，在春季和夏季哪一种地面较好？该地面外于底层或楼层时有无区别？
答：采用热惰性小、表面呼吸性较好的地面材料，较为适宜。所以采用木地板为宜。底层的地面对防潮要求更为严格。
第六章 建筑日照
习 题
6-1、用计算法计算出北纬40°地区四月下旬下午3点的太阳高度角和方位角，日出、日没时刻和方位角。 解：１）φ＝４００
013.13360)37080115(
sin 45.23=??
?
????-?=δ
Ω＝１５（１５－１２）＝４５０
Ω??+?=cos cos cos sin sin sinh δ?δ?s
6735.05275.0146.045
cos 13.13cos 40cos 40sin 13.13sin =+=??+?=
033.42=s h
２）4.013
.13cos 33.42cos 13
.13sin 40cos 33.42sin cos cosh sin cos sinh cos =?-?=?-?=
?δ?s s As
36.66=s A
３）ｈｓ＝０ 2966.040
cos 13
.13sin cos ==
s A
'00457275.72±=±=s A
196.013.1340cos -=?-=?-=Ωtg tg tg tg δ?
'00181013.101±=±=Ω
即±６时４５分
日出时刻－６时４５分＋１２＝６时１５分 日落时刻＋６时４５分＋１２＝１８时４５分
6-2、试求学校所在地区或任选一地区的当地平均太阳时12点，相当于北京标准时间多少？两地时差多少？ 解：乌鲁木齐的经度是87037＇
=-+=-+=)3787120(412)(4'0000m m L L T T １２时＋１２９．５分
＝１４时９分 所以，两地时差为２时９分
6-3、试绘制学校所在地或任选一纬度地区（如北纬30°、35°、45°等）春秋分的棒影日照图。
6-4、有正南此朝向的一群房屋，要求冬至日中午能充分利用阳光，试求天津（北纬39°06′）和上海（北纬31°12′）两地，其房屋最小间距各为多少？
（提示：先求出两地冬至中午有太阳高度角，再按棒与影的关系式求得间距）。
6-5、北纬40°地区有一双坡顶房屋，朝向正南、北，东西长8米，南北宽6米，地面至屋檐高4米，檐口屋屋脊高2米，试用日照棒影图求该房屋于春（秋）分上午10点投于地面上的日照阴影。
6-6、将[例5-2]用计算法求遮阳板挑出长度和合理形式，改用棒影图方法解之，并与第五章用计算法所得的结果加以比较。若朝向改为南偏东10°，则遮阳板如何设计。
第七章 建筑光学基本知识
习 题
7-1波长为540nm 的单色光源，其辐射功率为5W ，试求（1）这单色光源发出的光通量；（2）如它向四周均匀发射光通量，求其发光强度；（3）离它2米处的照度。
解：１）对于波长为５４０ｍｍ的查气光视效率是０．９８ 则有
lm 7.334698.05683540=??=Φ
２）发光强度 cd I 3.26647
.3346==ΩΦ=
π ３）照度
lx R A E 6.6647.33462
==Φ=π 7-２、一个直径为250mm 的乳白玻璃球形灯罩，内装一个光通量为1260lm 的白炽灯，设灯罩的透光系数为0.60,求灯罩外表面亮度(不考虑灯罩的内反射)。
解：cd I
5.9941250
==ΩΦ=
π
22/3046.0)
2
25.0(45
.996.00
cos m cd A I
L =?=?=
πα
7-３、一房间平面尺寸为7×15m ，净空高为5m 。在天棚中布置一亮度为500nt 的均匀扩散光源，其尺寸为5×13m ，求房间正中和四角处的地面照度（不考虑室内反射光）。
解：１）正中
6.215
13
5cos 22=??==
Ωαr A
２）四角地面
359
.05)2
15()27(5
5)215()27(13522222
2=++?++?=
Ω
517.05)2
15
()27(5
cos 222=++=
i
lx i L E 8.92517.0359.0500cos =??=?Ω?=α
7-４、有一物件尺寸为0.22mm ，视距为750mm ，设它与背景的亮度对比为0.25。求达到辨别机率为95%时所需的照度。如对比下降为0.2，需要增加照度若干才能达到相同视度？
解：求视角
1750
22
.034403440=?
==l d α 由于ｃ＝０．２５ 查图７－２２可得 所需照度 Ｅ＝７０ｌｘ
若对比度下降为0.２ 则所需照度 Ｅ＝１２５ｌｘ
7-５、有一白纸的反光系数为0.8，最低照度是多少是我们才能看见它？达到刺眼时的照度又是多少？
解：最低照度
asb E 551025.18
.010--?==
达到刺眼的照度
sb E 208
.016
==
7-６、式说明光通量与发光强度，照度与亮度间的区别和关系？ 答：光通量是人眼对光的感觉量为基准的单位； 发光强度是光通量的空间密度； 照度是被照面光通量的密度；
亮度是发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度。
7-７、看电视时，房间完全黑暗好，还是有一定亮度好？为什么？ 答：房间亮点好。
这是因为人眼的感光细胞分为：杆体细胞和椎体细胞。在亮环境下是锥体细胞起作用，暗环境下是杆体细胞起作用。当房间亮一些时，不会使杆体细胞和椎体细胞交替起作用，可以减少视觉疲劳。同时，房间亮一点可以避免产生直接眩光。
7-８、为什么有的商店大玻璃橱窗能够象镜子似地照出人像，却看不清里面陈列的展品？ 答：这是由于产生二次反射眩光
采取的措施：提高橱窗里商品的表面亮度；
将橱窗玻璃做成倾斜或弯曲。
7-９、你们教室的黑板上是否存在反射眩光（窗、灯具），怎么形成的？如何消除它？
答：存在。是由视野中的光泽表面的反射所产生的。 减小或消除办法：
1、尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减弱镜面反射而形成的反射眩光；
2、应使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的镜面反射区域；
3、使用发光表面面积大、亮度低的光源；
4、使引起镜面反射的光源形成的照度在总照度中所占比例减少，从而减少反射眩光的影响。
第八章
天然采光
习 题
8-1、从图8-5中查出重庆７月份上午8：30时散射光照度和总照度。 答：从图上可查出 总照度为38500ｌｘ； 散射光照度为26500ｌｘ
8-２、根据图8-5找出重庆７月份室外散射光照度高于500ｌｘ的延续时间。 答：早上6点到下午6点，延续时间为12小时。
8-３、按例题7-4所给房间剖面，ＣＩＥ标准阴天室外水平照度为10000ｌｘ时，求水平窗洞在桌面上形成的采光系数；若窗洞上装有τ＝0.8的透明玻璃时的采光系数； 若窗上装有τ＝0.5的乳白玻璃时的采光系数。
解：1）%25%10010000
2500%100=?=?=
w n E E C
2）%20%100100008.02500%100=??=??=
w n E E C τ 3）%5.12%10010000
5
.02500%100=??=??=
w n E E C τ 8-4、会议室平面尺寸为5×7m ，净空高3.6m ，求出需要的侧窗面积并绘出其平、剖面图。 解：由表8-5可知，会议室属III 级采光等级。
由表8-6可知，单侧窗要求窗地比为1/4。则窗户的面积为35/4=8.75米2
。 双侧窗要求窗地比为1/3.5。则窗户的面积为35/3.5=10米2
。
8-5、一单跨机加车间，跨度为30m ，长72m ，屋架下弦高10m ，室内表面浅色粉刷，室外物遮挡，估计需要的单层钢窗面积，并验算其采光系数。
解：1）由表8-5可知，机械加工车间属III 级采光等级。
由表8-6可知，单侧窗要求窗地比为1/4。则窗户的面积为30×72/4=540米2
。 双侧窗要求窗地比为1/3.5。则窗户的面积为30×72/3.5=617米2
。
2）验算采光系数
根据设计所选窗户的形式，确定窗户的位置、大小。 由公式 f
w c d K K K K K C C ?????='''min
τρ
根据窗户的形式，选取相应的修正系数，算出采光系数的最低值，与采光系数标准值相比较，看是否满足要求。
8-６、设一机械加工车间，平、剖面和周围环境如图8-63，试问（1）该车间在北京或重庆，其采光系数要求多少？（2）该车间长轴走向为南—北或东—西，在采光口选择上有何不同？（3）中间两跨不作天窗行不行？（4）然后根据其中一项条件进行采光设计。
解：1）在北京地区属III 类光气候区，取光气候系数K=1.0 侧面：%20.1%2min =?=C 顶部：%30.1%3=?=av
C
在重庆地区属V 类光气候区，取光气候系数K=1.2 侧面：%4.22.1%2min
=?=C
顶部：%6.32.1%3=?=av
C
2）若为长轴为南北向，则采用侧窗为宜；而对于重庆地区，总照度中天空扩散光照度占主要部分，则朝向影响不大。 3）采光等级为III 级，这双侧窗的窗地比为1/4 面积 A=12×6×4/4=72 m 2
而侧窗面积为4.8×4.2×2=40.32 m 2
所以必须要设天窗 4）侧窗：
○
1B=12-3.5=8.5m h c =4.2m B/h c =2.02 L=102m b=48m L 〉4b 查表得： C d =3.5% ○
2K c =b c /l=4.8/6=0.8 ○
3平均反射系数ρ=0.443 K ρ=1.5（内差法） ○
4K τ=τ．ｔｃ．ｔｗ＝０．８×０．８×０．７５＝０．４８ ○
5Ｄｄ／Ｈｄ１＝２０／１３＝１．４４ Ｋｗ＝０．４９ Ｄｄ／Ｈｄ２＝２０／９＝２．２２ Ｋｗ＝０．６１ ○
6Ｋｆ＝１．２０ 则Ｃｍｉｎ．ｐ１＝１．１９％ Ｃｍｉｎ．ｐ２＝１．４８％ 不满足要求。 天窗：
窗户的总面积为 １２×４×６／３．５＝８２．３ｍ２
天窗的面积为 ８２．３－４．８×４．２×２＝４１．９７ｍ２
天窗的高为 ４１．９７／６×４＝１．７５ｍ２
取ｈｃ＝１．８ｍ
○
1Ａｃ／Ａｄ＝６×１．８×２／６×１２＝０．３ L=102m ｈｘ=６．７m L 〉８ｈｘ 查表得： C d =６．８%
○
2K ｇ=ｈｘ/ｂ=６．７／１２＝０．５６ K ｇ=０．８３ ○
3平均反射系数ρ=0.4３４ K ρ=1.６（内差法） ○
4K τ=τ．ｔｃ．ｔｗ＝０．８×０．８×０．７５＝０．４３２ ○
5Ｋｄ＝１ ○
6Ｋｆ＝１．２０ 则Ｃｍｉｎ．ｐ１＝４．６８％ 满足要求。
第九章 建筑照明
习 题
9-1、设有一大宴会厅尺寸为50×30×6m ，室内表面反光系数：天棚0.7，墙0.5地面0.2，试求出所需的光源数量和功率，并绘出灯具布置的平、剖面图。
9-2、图书馆的阅览室，尺寸为30×12×4.2m ，室内表面反光系数：天棚0.7，墙0.5地面0.4，一侧墙有侧窗。试确定所需光源数量和功率，并绘出灯具布置的平、剖面图。
第11章 稳恒磁场 习 题 一 选择题 11-1 边长为l 的正方形线圈，分别用图11-1中所示的两种方式通以电流I （其中ab 、cd 与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为：[ ] （A ）10B =，20B = （B ）10B = ，02I B l π= （C ）01I B l π= ，20B = （D ）01I B l π= ，02I B l π= 答案：C 解析：有限长直导线在空间激发的磁感应强度大小为012(cos cos )4I B d μθθπ= -，并结合右手螺旋定则判断磁感应强度方向，按照磁场的叠加原理，可计 算 01I B l π= ，20B =。故正确答案为（C ）。 11-2 两个载有相等电流I 的半径为R 的圆线圈一个处于水平位置，一个处于竖直位置，两个线圈的圆心重合，如图11-2所示，则在圆心O 处的磁感应强度大小为多少? [ ] （A ）0 （B ）R I 2/0μ （C ）R I 2/20μ （D ）R I /0μ 答案：C 解析：圆线圈在圆心处的磁感应强度大小为120/2B B I R μ==，按照右手螺旋定 习题11-1图 习题11-2图
则判断知1B 和2B 的方向相互垂直，依照磁场的矢量叠加原理，计算可得圆心O 处的磁感应强度大小为0/2B I R =。 11-3 如图11-3所示，在均匀磁场B 中，有一个半径为R 的半球面S ，S 边线所在平面的单位法线矢量n 与磁感应强度B 的夹角为α，则通过该半球面的磁通量的大小为[ ] （A ）B R 2π （B ）B R 22π （C ）2cos R B πα （D ）2sin R B πα 答案：C 解析：通过半球面的磁感应线线必通过底面，因此2cos m B S R B παΦ=?= 。故正 确答案为（C ）。 11-4 如图11-4所示，在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S ，当曲面S 向长直导线靠近时，穿过曲面S 的磁通量Φ B 将如何变化？[ ] （ A ）Φ增大， B 也增大 （B ）Φ不变，B 也不变 （ C ）Φ增大，B 不变 （ D ）Φ不变，B 增大 答案：D 解析：根据磁场的高斯定理0S BdS Φ==? ，通过闭合曲面S 的磁感应强度始终为0，保持不变。无限长载流直导线在空间中激发的磁感应强度大小为02I B d μπ= ，曲面S 靠近长直导线时，距离d 减小，从而B 增大。故正确答案为（D ）。 11-5下列说法正确的是[ ] (A) 闭合回路上各点磁感应强度都为零时，回路内一定没有电流穿过 (B) 闭合回路上各点磁感应强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零 (C) 磁感应强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感应强度必定为零 (D) 磁感应强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意一点的磁感应强度 I 习题11-4图 习题11-3图
第一章静力学基础 一、填空题 1、力是物体之间的相互机械作用。 2、力是矢量，力的三要素分别为：大小、方向、作用点 3、刚体是在力的作用下不变形的物体 4、所谓平衡，就是指物体相对于地球处于静止状态或匀速直线运动 状态 5、力对物体的作用效果一般分为内（变形）效应和外（运动）效应. 6、二力平衡条件是刚体上仅受两力作用而平衡的必要与充分条件是：此两力必须等值、反向、共线。 7、加减平衡力系原理是指对于作用在刚体上的任何一个力系，可以增加或去掉任一个平衡力系，并不改变原力系对于刚体的作用效应。 8、力的可传性是刚体上的力可沿其作用线移动到该刚体上的任一点而不改变此力对刚体的影响。 9、作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，该合力的 大小和方向由力的平行四边形法则确定。 10、平面汇交力系的合力矢量等于力系各分力的矢量和，合力在某轴 上的投影等于力系中各分力在同轴上投影的代数和 11、力矩的大小等于__力_____和__力臂_______的乘积。通常规定力 使物体绕矩心逆时针转时力矩为正，反之为负。 12、当平面力系可以合成为一个合力时，则其合力对于作用面内任一点之矩，等于力系中各分力对同一点之矩的代数和
13、力偶是指一对等值、反向、不共线的平行力组成的特殊力系。力 偶对刚体的作用效应只有转动。 14、力偶对物体的转动效应取决于力偶矩的大小、__力偶的转向__、 ___力偶作用面的方位_三要素。 15、只要保持力偶的三要素不变，可将力偶移至刚体上的任意位置而 不改变其作用效应. 16、平面力偶系的合成结果为_一合力偶_，合力偶矩的值等于各分力 偶矩的代数和。 17、作用于刚体上的力，均可从原作用点等效地平行移动_到刚体上 任一点，但必须同时在该力与指定点所决定的平面内附加一个力偶。 二、判断题：（对的画“√”，错的画“×”） 1、两物体间相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向共 线，作用在同一个物体上。（×） 2、力的大小等于零或力的作用线通过矩心时，力矩等于零（√） 3、力偶无合力，且力偶只能用力偶来等效。（√） 4、力偶对其作用面内不同点之矩不同。（×） 5、分力一定小于合力（×）。 6、任意两个力都可以简化为一个合力。（×） 7、平面一般力系的合力对作用面内任一点的矩，等于力系各力对同一点的矩的代数和。（√） 8、力是滑移矢量，沿其作用线滑移不改变对物体的作用效果。（√） 三、计算题
第五章增加部分 题目部分，(卷面共有50题,96.0分,各大题标有题量和总分) 一、判断题(16小题,共16.0分) 1．(1分)同一电子组态形成的诸原子态间不发生跃迁。 2．(1分)跃迁可以发生在偶宇称到偶宇称之间。 3．(1分)跃迁只发生在不同宇称之间。 4．(1分)两个s电子一定可以形成1S0和3S1两个原子态。 5．(1分)同科电子形成的原子态比非同科电子形成的原子态少。 6．(1分)镁原子有两套能级，两套能级之间可以跃迁。 7．(1分)镁原子的光谱有两套，一套是单线，另一套是三线。 8．(1分)钙原子的能级是二、四重结构。 9．(1分)对于氦原子来说，第一激发态能自发的跃迁到基态。 10．(1分)标志电子态的量子数中，S为轨道取向量子数。 11．(1分)标志电子态的量子数中，n为轨道量子数。 12．(1分)若镁原子处于基态，它的电子组态应为2s2p。 13．(1分)钙原子的能级重数为双重。 14．(1分)电子组态1s2p所构成的原子态应为1P1和3P2,1,0。 15．(1分)1s2p ,1s1p 这两个电子组态都是存在的。 16．(1分)铍（Be）原子若处于第一激发态，则其电子组态为2s2p。 二、填空题(34小题,共80.0分) 1．(4分)如果有两个电子，一个电子处于p态，一个电子处于d态，则两个电子在LS耦合下L的取值为（）P L的可能取值为（）。 2．(4分)两个电子LS耦合下P S的表达式为（），其中S的取值为（）。3．(3分)氦的基态原子态为（），两个亚稳态为（）和（）。 4．(2分)Mg原子的原子序数Z=12，它的基态的电子组态是（），第一激发态的电子组态为（）。 5．(2分)LS耦合的原子态标记为（），jj耦合的原子态标记为（）。6．(2分)ps电子LS耦合下形成的原子态有（）。 7．(2分)两个电子LS耦合，l1=0，l2=1下形成的原子态有（）。 8．(2分)两个同科s电子在LS耦合下形成的原子态为（）。 9．(2分)两个非同科s电子在LS耦合下形成的原子态有（）。 10．(2分)两个同科s电子在jj耦合下形成的原子态为（）。 11．(4分)sp电子在jj耦合下形成（）个原子态，为（）。12．(2分)洪特定则指出，如果n相同，S（）的原子态能级低；如果n和S均相同，L （）的原子态能级低（填“大”或“小”）。 13．(2分)洪特定则指出，如果n和L均相同，J小的原子态能级低的能级次序为（），否则为（）。 14．(2分)对于3P2与3P1和3P1与3P0的能级间隔比值为（）。 15．(2分)对于3D1、3D2、3D3的能级间隔比值为（）。 16．(2分)郎德间隔定则指出：相邻两能级间隔与相应的（）成正比。 17．(3分)LS耦合和jj耦合这两种耦合方式所形成的（）相同、（）相同，但（）不同。 18．(4分)一个p电子和一个s电子，LS耦合和jj耦合方式下形成的原子态数分别为（）
原子物理学杨福家第四版(完整版)课后答案 原子物理习题库及解答 第一章 111,222,,mvmvmv,，,,,,,ee222,1-1 由能量、动量守恒 ,,,mvmvmv,，,,,,ee, (这样得出的是电子所能得到的最大动量，严格求解应用矢量式子) Δp θ mv2,,,得碰撞后电子的速度 p v,em，m,e ,故 v,2ve, 2m,p1,mv2mv4,e,eee由 tg,~,~~,~,2.5，10(rad)mvmv,,,,pm400, a79，2，1.44,1-2 (1) b,ctg,,22.8(fm)222，5 236.02，102,132,5dN(2) ,,bnt,3.14，[22.8，10]，19.3，,9.63，10N197 24Ze4，79，1.441-3 Au核: r,,,50.6(fm)m22，4.5mv,, 24Ze4，3，1.44Li核: r,,,1.92(fm)m22，4.5mv,, 2ZZe1，79，1.4412E,,,16.3(Mev)1-4 (1) pr7m 2ZZe1，13，1.4412E,,,4.68(Mev)(2) pr4m 22NZZeZZeds,,242401212dN1-5 ()ntd/sin()t/sin,,,,,2N4E24EAr2pp 1323,79，1.44，106.02，101.5123,,()，，1.5，10，， 24419710(0.5) ,822,610 ,6.02，1.5，79，1.44，1.5，,8.90，10197 3aa,,1-6 时， b,ctg,,,,6012222 aa,,时， b,ctg,，1,,902222 32()2,dNb112 ？,,,32dN1,b222()2 ,32,324，101-7 由，得 b,bnt,4，10,,nt
习题八 8-1 电量都是q的三个点电荷，分别放在正三角形的三个顶点．试问：(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷，就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系? 解: 如题8-1图示 (1) 以A处点电荷为研究对象，由力平衡知：q'为负电荷 2 2 2 0) 3 3 ( π4 1 30 cos π4 1 2 a q q a q' = ? ε ε 解得q q 3 3 - =' (2)与三角形边长无关． 题8-1图题8-2图 8-7 一个半径为R的均匀带电半圆环，电荷线密度为λ,求环心处O点的场强． 解: 如8-7图在圆上取? Rd dl= 题8-7图 ? λ λd d d R l q= =，它在O点产生场强大小为
2 0π4d d R R E ε? λ= 方向沿半径向外 则 ??ελ ?d sin π4sin d d 0R E E x = = ??ελ ?πd cos π4)cos(d d 0R E E y -= -= 积分R R E x 000 π2d sin π4ελ ??ελπ == ? 0d cos π400 =-=? ??ελ π R E y ∴ R E E x 0π2ελ = =，方向沿x 轴正向． 8-11 半径为1R 和2R (2R ＞1R )的两无限长同轴圆柱面，单位长度上分别带有电量λ和-λ,试求:(1)r ＜1R ；(2) 1R ＜r ＜2R ；(3) r ＞2R 处各点的场强． 解: 高斯定理0 d ε∑? = ?q S E s 取同轴圆柱形高斯面，侧面积rl S π2= 则 rl E S E S π2d =?? 对(1) 1R r < 0,0==∑E q (2) 21R r R << λl q =∑ ∴ r E 0π2ελ = 沿径向向外
一、填空题（本大题共11小题，每空1分，共20分） 1、对于作用在刚体上的力，力的三要素是大小、向、作用点。 2、力对矩心的矩，是力使物体绕矩心转动效应的度量。 3、杆件变形的基本形式共有轴向拉伸（压缩）变形、弯曲、剪切和扭转四种。 4、轴力是指沿着杆件轴线的力。 5、轴向拉伸（压缩）的正应力大小和轴力的大小成正比，规定受拉为正，受压为负。 6、两端固定的压杆，其长度系数是一端固定、一端自由的压杆的 4 倍。 7、细长压杆其他条件不变，只将长度增加一倍，则压杆的临界应力为原来的 0.25 倍。 8、在力法程中，主系数δii恒大于零。 9、力矩分配法的三个基本要素为转动刚度、分配系数和传递系数。 10、梁的变形和抗弯截面系数成反比。 11、结构位移产生的原因有荷载作用、温度作用、支座沉降等。 二、选择题（本大题共15小题，每题2分，共30分） 1．固定端约束通常有（C）个约束反力。 （A）一（B）二（C）三（D）四 2．如右图所示结构为（A）。 C．几不变体系，无多余约束 D．几不变体系，有一个多余约束 3．若刚体在二个力作用下处于平衡，则此二个力必（A）。 A．大小相等，向相反，作用在同一直线。 B．大小相等，作用在同一直线。 C．向相反，作用在同一直线。D．大小相等。 4．力偶可以在它的作用平面（D），而不改变它对物体的作用。 A．任意移动B．既不能移动也不能转动 C．任意转动D．任意移动和转动
5．一个点和一个刚片用（C）的链杆相连，组成几不变体系。 A．两根共线的链杆B．两根不共线的链杆 C．三根不共线的链杆D．三根共线的链杆 6．静定结构的几组成特征是（D）。 A．体系几可变B．体系几瞬变 C．体系几不变D．体系几不变且无多余约束 7．图示各梁中︱M︱max为最小者是图( D)。 A B C D 8．简支梁受力如图示，则下述正确的是( B)。 A. F QC(左)=F QC(右)，M C(左)=M C(右) B. F QC(左)=F QC(右)-F，M C(左)=M C(右) C. F QC(左)=F QC(右)+F，M C(左)=M C(右) D. F QC(左)=F QC(右)-F，M C(左)≠M C(右) 9．工程设计中，规定了容应力作为设计依据：[] n σ σ=。其值为极限应力0σ除以安全系数n，其中n为（D）。 A．1≥B．1≤C．<1 D．>1 10．图示构件为矩形截面，截面对 1 Z轴的惯性矩为（D）。 A． 12 3 bh B． 6 3 bh C． 4 3 bh D． 3 3 bh 11. 如图所示的矩形截面柱，受F P1和F P2力作用，将产生 （C）的组合变形。 b 2 h 2 h C Z Z1
填空题 1、在正电子与负电子形成的电子偶素中，正电子与负电子绕它们共同的质心的运动，在n = 2的状态， 电子绕质心的轨道半径等于 nm 。 2、氢原子的质量约为____________________ MeV/c 2。 3、一原子质量单位定义为 原子质量的 。 4、电子与室温下氢原子相碰撞，欲使氢原子激发，电子的动能至少为 eV 。 5、电子电荷的精确测定首先是由________________完成的。特别重要的是他还发现了 _______ 是量子化的。 6、氢原子 n=2,n φ =1与H + e 离子n=?3,?n φ?=?2?的轨道的半长轴之比a H /a He ?=____, 半短轴之比b H /b He =__ ___。 7、玻尔第一轨道半径是0.5291010-?m,则氢原子n=3时电子轨道的半长轴a=_____,半短轴 b?有____个值，?分别是_____?， ??, . 8、 由估算得原子核大小的数量级是_____m,将此结果与原子大小数量级? m 相比, 可以说明__________________ . 9、提出电子自旋概念的主要实验事实是-----------------------------------------------------------------------------和 _________________________________-。 10、钾原子的电离电势是4.34V ，其主线系最短波长为 nm 。 11、锂原子（Z =3）基线系（柏格曼系）的第一条谱线的光子能量约为 eV （仅需 两位有效数字）。 12、考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应 为——————————————————————————————————————————————。 13、如果考虑自旋, 但不考虑轨道-自旋耦合, 碱金属原子状态应该用量子数————————————表示，轨道角动量确定后, 能级的简并度为 。 14、32P 3/2→22S 1/2 与32P 1/2→22S 1/2跃迁, 产生了锂原子的____线系的第___条谱线的双线。 15、三次电离铍(Z =4)的第一玻尔轨道半径为 ，在该轨道上电子的线速度 为 。 16、对于氢原子的32D 3/2能级，考虑相对论效应及自旋-轨道相互作用后造成的能量移动与 电子动能及电子与核静电相互作用能之和的比约为 。 17、钾原子基态是4s,它的四个谱线系的线系限的光谱项符号,按波数由大到小的次序分别 是______,______,_____,______. (不考虑精细结构，用符号表示). 18、钾原子基态是4S ，它的主线系和柏格曼线系线系限的符号分别是 _________和 __ 。 19、按测不准关系,位置和动量的不确定量 ?x,x p ? 之间的关系为_____ 。 20、按测不准关系,位置和动量的不确定量 ?E,t ? 之间的关系为_____ 。
2009—2010学年第2学期《原子物理学》期末试卷 专业班级 姓名 学号 开课系室应用物理系 考试日期2010年6月26日10:00-12:00
说明：请认真读题，保持卷面整洁，可以在反面写草稿，物理常数表在第4页。 一. 填空题(共30空，每空1分，共30分) 1. 十九世纪末的三大发现、、，揭开了近代物理学的序幕。 2. 原子质量单位u定义为。 3. 教材中谈到卢瑟福的行星模型(原子的有核模型)有三个困难，最重要的是它无法解释原子的问题。丹麦科学家玻尔正是为了解决这个问题，在其原子理论引入第一假设，即分离轨道和假设，同时，玻尔提出第二假设, 即假设，给出频率条件，成功解释了困扰人们近30年的氢光谱规律之谜，第三步，玻尔提出并运用，得到角动量量子化、里德堡常数等一系列重要结果。 4. 夫兰克- 赫兹(Franck-Hertz) 实验是用电子来碰撞原子，测定了使原子激发的“激发电势”，证实了原子内部能量是的，从而验证了玻尔理论。氢原子的电离能为eV，电子与室温下氢原子相碰撞，欲使氢原子激发，电子的动能至少为eV。 5. 在原子物理和量子力学中，有几类特别重要的实验，其中证明了光具有粒子性的有黑体辐射、、等实验。 6. 具有相同德布罗意波长的质子和电子，其动量之比为，动能(不考虑相对论效应)之比为。 7. 根据量子力学理论，氢原子中的电子，当其主量子数n=3时，其轨道磁距的可能取值为。
8. 考虑精细结构，锂原子(Li)第二辅线系(锐线系)的谱线为双线结构，跃迁过程用原子态符号表示为 ， 。(原子态符号要写完整) 9. 原子处于3D 1状态时，原子的总自旋角动量为 , 总轨道角动量为 ， 总角动量为 ； 其总磁距在Z 方向上的投影Z μ的可能取值为 。 10. 泡利不相容原理可表述为： 。它只对 子适用，而对 子不适用。根据不相容原理，原子中量子数l m l n ,,相同的最大电子数目是 ；l n ,相同的最大电子(同科电子)数目是 ； n 相同的最大电子数是 。 11. X 射线管发射的谱线由连续谱和特征谱两部分构成，其中，连续谱产生的机制是 ， 特征谱产生的机制是 。 二、选择题(共10小题，每题2分，共20分) 1. 卢瑟福由α粒子散射实验得出原子核式结构模型时，理论基础是： ( ) A. 经典理论； B. 普朗克能量子假设； C. 爱因斯坦的光量子假设； D. 狭义相对论。 2. 假设钠原子(Z=11)的10个电子已经被电离，则至少要多大的能量才能剥去它的 最后一个电子？ ( ) A.13.6eV ； B. 136eV ； C. 13.6keV ； D.1.64keV 。 3. 原始的斯特恩-盖拉赫实验是想证明轨道角动量空间取向量子化, 后来结果证明 的是： ( ) A. 轨道角动量空间取向量子化； B. 自旋角动量空间取向量子化； C. 轨道和自旋角动量空间取向量子化； D. 角动量空间取向量子化不成立。
原子物理学第八章习题 答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第八章 X 射线 8.1 某X 光机的高压为10万伏，问发射光子的最大能量多大？算出发射X 光的最短波长。 解：电子的全部能量转换为光子的能量时，X 光子的波长最短。而光子的最大能量是：5max 10==Ve ε电子伏特 而 min max λεc h = 所以οελA c h 124.01060.1101031063.61958 34max min =?????==-- 8.2 利用普通光学反射光栅可以测定X 光波长。当掠射角为θ而出现n 级极大值出射光线偏离入射光线为αθ+2，α是偏离θ级极大出射线的角度。试证：出现n 级极大的条件是 λααθn d =+2 sin 22sin 2 d 为光栅常数（即两刻纹中心之间的距离）。当θ和α都很小时公式简化为λαθαn d =+)2(2 。 解：相干光出现极大的条件是两光束光的光程差等于λn 。而光程差为：2 sin 22sin 2)cos(cos ααθαθθ+=+-=?d d d L 根据出现极大值的条件λn L =?，应有 λααθn d =+2 sin 22sin 2 当θ和α都很小时，有22sin ;22222sin αααθαθαθ≈+=+≈+ 由此，上式化为：;)2(λααθn d =+ 即 λαθαn d =+)2(2
8.3 一束X 光射向每毫米刻有100条纹的反射光栅，其掠射角为20＇。已知第一级极大出现在离0级极大出现射线的夹角也是20＇。算出入射X 光的波长。 解：根据上题导出公式： λααθn d =+2 sin 22sin 2 由于'20,'20==αθ，二者皆很小，故可用简化公式： λαθαn d =+)2(2 由此，得：οαθαλA n d 05.5)2 (;=+= 8.4 已知Cu 的αK 线波长是1.542ο A ，以此X 射线与NaCl 晶体自然而成'5015ο角入射而得到第一级极大。试求NaCl 晶体常数d 。 解：已知入射光的波长ολA 542.1=，当掠射角'5015οθ=时，出现一级极大（n=1）。 οθλ θ λA d d n 825.2sin 2sin 2=== 8.5 铝（Al ）被高速电子束轰击而产生的连续X 光谱的短波限为5ο A 。问这时是否也能观察到其标志谱K 系线？ 解：短波X 光子能量等于入射电子的全部动能。因此 31048.2?≈=λεc h 电电子伏特 要使铝产生标志谱K 系，则必须使铝的1S 电子吸收足够的能量被电离而产生空位，因此轰击电子的能量必须大于或等于K 吸收限能量。吸收限能量可近似的表示为：
大学物理学下册 吴柳 第12章 12.1 一个封闭的立方体形的容器,内部空间被一导热的、不漏气的、可移动的隔板分为两部分,开始其内为真空,隔板位于容器的正中间(即隔板两侧的长度都为l 0),如图12-30所示.当两侧各充以p 1,T 1与 p 2,T 2的相同气体后, 长度之比是多少)? 解: 活塞两侧气体的始末状态满足各自的理想气体状态方程 左侧: T pV T V p 111= 得, T pT V p V 1 11= 右侧: T pV T V p 222= 得, T pT V p V 2 22= 122121T p T p V V = 即隔板两侧的长度之比 1 22121T p T p l l = 12.2 已知容器内有某种理想气体,其温度和压强分别为T =273K,p =1.0×10-2 atm ,密度32kg/m 1024.1-?=ρ.求该气体的摩尔质量. 解: nkT p = (1) nm =ρ (2) A mN M = (3) 由以上三式联立得: 1235 2232028.010022.610 013.1100.12731038.11024.1----?=?????????==mol kg N p kT M A ρ 12.3 可用下述方法测定气体的摩尔质量:容积为V 的容器内装满被试验的气体,测出其压力为p 1,温度为T ,并测出容器连同气体的质量为M 1,然后除去一部分气体,使其压力降为p 2,温度不变,容器连同气体的质量为M 2,试求该气体的摩尔质量. 解： () V V -2 2p T )(21M M - V 1p T 1M V 2p T 2M 221V p V p = (1) ( )()RT M M M V V p 21 22-=- (2)
建筑力学习题库答案文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
一、填空题 1、在任何外力作用下,大小和形状保持不变的物体称____________。 答案：刚体 2、力是物体之间相互的__________________。这种作用会使物体产生两种力学效果分别是____________和____________。 答案：机械作用、外效果、内效果 3、力的三要素是________________、________________、_________________。答案：力的大小、力的方向、力的作用点 4、加减平衡力系公理对物体而言、该物体的_______效果成立。 答案：外 5、一刚体受不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必 ______________。 答案：汇交于一点 6、使物体产生运动或产生运动趋势的力称______________。 答案：荷载（主动力） 7、约束反力的方向总是和该约束所能阻碍物体的运动方向______________。
8、柔体的约束反力是通过____________点，其方向沿着柔体____________线的拉力。 答案：接触、中心 9、平面汇交力系平衡的必要和充分的几何条件是力多边形______________。 答案：自行封闭 10、平面汇交力系合成的结果是一个______________。合力的大小和方向等于原力系中各力的______________。 答案：合力、矢量和 11力垂直于某轴、力在该轴上投影为______________。 答案：零 12、ΣX＝０表示力系中所有的力在___________轴上的投影的______________为零。 答案：X、代数和 13、力偶对作用平面内任意点之矩都等于______________。 答案：力偶矩 14、力偶在坐标轴上的投影的代数和______________。
第二章 原子的能级和辐射 试计算氢原子的第一玻尔轨道上电子绕核转动的频率、线速度和加速度。 解：电子在第一玻尔轨道上即年n=1。根据量子化条件， π φ2h n mvr p == 可得：频率 21211222ma h ma nh a v πππν= == 赫兹151058.6?= 速度：61110188.2/2?===ma h a v νπ米/秒 加速度：222122/10046.9//秒米?===a v r v w 试由氢原子的里德伯常数计算基态氢原子的电离电势和第一激发电势。 解：电离能为1E E E i -=∞，把氢原子的能级公式2 /n Rhc E n -=代入，得： Rhc hc R E H i =∞-=)1 1 1(2=电子伏特。 电离电势：60.13== e E V i i 伏特 第一激发能：20.1060.1343 43)2 111(2 2=?==-=Rhc hc R E H i 电子伏特 第一激发电势：20.101 1== e E V 伏特 用能量为电子伏特的电子去激发基态氢原子，问受激发的氢原子向低能基跃迁时，会出现那些波长的光谱线 解：把氢原子有基态激发到你n=2,3,4……等能级上去所需要的能量是： )1 11(22n hcR E H -= 其中6.13=H hcR 电子伏特 2.10)21 1(6.1321=-?=E 电子伏特 1.12)31 1(6.1322=-?=E 电子伏特 8.12)4 1 1(6.1323=-?=E 电子伏特 其中21E E 和小于电子伏特，3E 大于电子伏特。可见，具有电子伏特能量的电子不足以把基
态氢原子激发到4≥n 的能级上去，所以只能出现3≤n 的能级间的跃迁。跃迁时可能发出的光谱线的波长为： ο ο ο λλλλλλA R R A R R A R R H H H H H H 102598 )3 111( 1121543)2 111( 1 656536/5)3 121( 1 32 23 22 22 1221 ==-===-===-= 试估算一次电离的氦离子+ e H 、二次电离的锂离子+ i L 的第一玻尔轨道半径、电离电势、第一激发电势和赖曼系第一条谱线波长分别与氢原子的上述物理量之比值。 解：在估算时，不考虑原子核的运动所产生的影响，即把原子核视为不动，这样简单些。 a) 氢原子和类氢离子的轨道半径： 3 1,2132,1,10529177.0443,2,1,44102 22 01212 2220= ======?==? ?===++++++ ++-Li H H Li H H H He Z Z r r Z Z r r Z Li Z H Z H Z me h a n Z n a mZe n h r e 径之比是因此，玻尔第一轨道半；，；对于；对于是核电荷数，对于一轨道半径；米，是氢原子的玻尔第其中ππεππε b) 氢和类氢离子的能量公式： ??=?=-=3,2,1,)4(222 12 220242n n Z E h n Z me E πεπ 其中基态能量。电子伏特，是氢原子的6.13)4(22 204 21-≈-=h me E πεπ 电离能之比： 9 00,4002 222== --==--+ ++ ++ H Li H Li H He H He Z Z E E Z Z E E c) 第一激发能之比：
习题9 9.1选择题 (1)正方形的两对角线处各放置电荷Q，另两对角线各放置电荷q，若Q所受到合力为零， 则Q与q的关系为：（） （A）Q=-23/2q (B) Q=23/2q (C) Q=-2q (D) Q=2q [答案：A] (2)下面说法正确的是：（） （A）若高斯面上的电场强度处处为零，则该面内必定没有净电荷； （B）若高斯面内没有电荷，则该面上的电场强度必定处处为零； （C）若高斯面上的电场强度处处不为零，则该面内必定有电荷； （D）若高斯面内有电荷，则该面上的电场强度必定处处不为零。 [答案：A] (3)一半径为R的导体球表面的面点荷密度为σ，则在距球面R处的电场强度（） （A）σ/ε0 （B）σ/2ε0 （C）σ/4ε0 （D）σ/8ε0 [答案：C] (4)在电场中的导体内部的（） （A）电场和电势均为零；（B）电场不为零，电势均为零； （C）电势和表面电势相等；（D）电势低于表面电势。 [答案：C] 9.2填空题 (1)在静电场中，电势梯度不变的区域，电场强度必定为。 [答案：零] (2)一个点电荷q放在立方体中心，则穿过某一表面的电通量为，若将点电荷由中 心向外移动至无限远，则总通量将。 [答案：q/6ε0, 将为零] (3)电介质在电容器中作用（a）——（b）——。 [答案：(a)提高电容器的容量;(b) 延长电容器的使用寿命] (4)电量Q均匀分布在半径为R的球体内，则球内球外的静电能之比。 [答案：1：5] 9.3 电量都是q的三个点电荷，分别放在正三角形的三个顶点．试问：(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷，就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系? 解: 如题9.3图示 (1) 以A处点电荷为研究对象，由力平衡知：q 为负电荷
建筑力学复习题 一、判断题(每题1分,共150分,将相应的空格内,对的打“√”,错的打’“×”) 第一章静力学基本概念及结构受力分析 1、结构就是建筑物中起支承与传递荷载而起骨架作用的部分。( √) 2、静止状态就就是平衡状态。(√) 3、平衡就是指物体处于静止状态。( ×) 4、刚体就就是在任何外力作用下,其大小与形状绝对不改变的物体。(√) 5、力就是一个物体对另一个物体的作用。( ×) 6、力对物体的作用效果就是使物体移动。( ×) 7、力对物体的作用效果就是使物体的运动状态发生改变。( ×) 8、力对物体的作用效果取决于力的人小。( ×) 9、力的三要素中任何一个因素发生了改变,力的作用效果都会随之改变。( √ ) 10、既有大小,又有方向的物理量称为矢量。( √ ) 11、刚体平衡的必要与充分条件就是作用于刚体上两个力大小相等,方向相反。( ×) 12、平衡力系就就是合力等于零的力系。( √ ) 13、力可以沿其作用线任意移动而不改变对物体的作用效果。( √ ) 14、力可以在物体上任意移动而作用效果不变。( ×) 15、合力一定大于分力。( ×) 16、合力就是分力的等效力系。( √ ) 17、当两分力的夹角为钝角时,其合力一定小于分力。( √ ) 18、力的合成只有唯一的结果。( √ ) 19、力的分解有无穷多种结果。( √ ) 20、作用力与反作用力就是一对平衡力。( ×) 21、作用在同一物体上的三个汇交力必然使物体处于平衡。( ×) 22、在刚体上作用的三个相互平衡力必然汇交于一点。( √ ) 23、力在坐标轴上的投影也就是矢量。( ×) 24、当力平行于坐标轴时其投影等于零。( ×) 25、当力的作用线垂直于投影轴时,则力在该轴上的投影等于零。( √ ) 26、两个力在同一轴的投影相等,则这两个力相等。( ×) 27、合力在任意轴上的投影,等于各分力在该轴上投影的代数与。( √ ) 28、力可使刚体绕某点转动,对其转动效果的度量称弯矩。( ×) 29、力臂就就是力到转动中心的距离。( ×) 30、在力臂保持不变的情况下,力越大,力矩也就越大。( √ ) 31、在力的大小保持不变的情况下,力臂越大,力矩就越小。( ×) 32、力矩的大小与矩心位置无关。( ×) 33、大小相等,方向相反,不共线的两个力称为力偶。( ×) 34、在力偶中的力越大,力偶臂越大,力偶矩就越小。( ×) 35、力偶不能用力来代替,但可以用力来平衡。( ×) 36、力偶对物体的作用效果就是转动与移动。( ×) 37、力偶可以在作用平面内任意移动或转动而不改变作用效果。( √ ) 38、在保持力偶矩的大小与转向不变的情况下,可任意改变力偶中力的大小与力偶臂的长短, 而不改变对刚体的转动效果。( √ ) 39、力偶矩的大小与矩心位置有关。( ×) 40、若两个力偶中力的大小与力臂的长短相同,则两力偶对刚体的作用效果一定相同。(×) 41、力可以在物体上任意的平行移动,而不改变它对物体的作用效果。( ×) 42、荷载就是主动作用在结构上的外力。( √ )
第一章习题参考答案 速度为v的非相对论的α粒子与一静止的自由电子相碰撞，试证明：α粒子的最大偏离角-4 约为10rad. 要点分析：碰撞应考虑入射粒子和电子方向改变，并不是像教材中的入射粒子与靶核的碰撞(靶核不动)，注意这里电子要动. 证明：设α粒子的质量为M α，碰撞前速度为V，沿X方向入射；碰撞后，速度为V'，沿θ方向散射.电子质量用m e表示，碰撞前静止在坐标原点O处，碰撞后以速度v沿φ方向反冲.α粒子-电子系统在此过程中能量与动量均应守恒，有： （1） （3） （2） 作运算：（2）×sinθ±(3)×cosθ，得 （4） （5） 再将（4）、（5）二式与（1）式联立，消去Ｖ’与V， 化简上式，得 （６） 若记，可将（６）式改写为 （７）
视θ为φ的函数θ（φ），对（7）式求θ的极值，有 令，则sin2(θ+φ)-sin2φ=0 即2cos(θ+2φ)sinθ=0 （1）若sinθ=0则θ=0（极小）（8） （2）若cos(θ+2φ)=0则θ=90o-2φ（9） 将（9）式代入（7）式，有 由此可得 θ≈10弧度（极大）此题得证. （1）动能为的α粒子被金核以90°散射时，它的瞄准距离（碰撞参数）为多大（2）如果金箔厚μm，则入射α粒子束以大于90°散射（称为背散射）的粒子数是全部入射粒子的百分之几 解：（1）依和金的原子序数Z 2=79 -4 答：散射角为90o所对所对应的瞄准距离为. (2)要点分析：第二问解的要点是注意将大于90°的散射全部积分出来.90°～180°范围的积分，关键要知道n，问题不知道nA，但可从密度与原子量关系找出注意推导出n值.，其他值从书中参考列表中找. 从书后物质密度表和原子量表中查出Z Au=79，A Au=197，ρ Au=×10kg/m
第9章 静电场 习 题 一 选择题 9-1 两个带有电量为2q 等量异号电荷，形状相同的金属小球A 和B 相互作用力为f ，它们之间的距离R 远大于小球本身的直径，现在用一个带有绝缘柄的原来不带电的相同的金属小球C 去和小球A 接触，再和B 接触，然后移去，则球A 和球B 之间的作用力变为[ ] (A) 4f (B) 8f (C) 38f (D) 16 f 答案：B 解析：经过碰撞后，球A 、B 带电量为2q ，根据库伦定律12204q q F r πε=，可知球A 、B 间的作用力变为 8 f 。 9-2关于电场强度定义式/F E =0q ，下列说法中哪个是正确的？[ ] (A) 电场场强E 的大小与试验电荷0q 的大小成反比 (B) 对场中某点，试验电荷受力F 与0q 的比值不因0q 而变 (C) 试验电荷受力F 的方向就是电场强度E 的方向 (D) 若场中某点不放试验电荷0q ，则0=F ，从而0=E 答案：B 解析：根据电场强度的定义，E 的大小与试验电荷无关，方向为试验电荷为正电荷时的受力方向。因而正确答案（B ） 9-3 如图9-3所示，任一闭合曲面S 内有一点电荷q ，O 为S 面上任一点，若将q 由闭合曲面内的P 点移到T 点，且 OP =OT ，那么[ ] (A) 穿过S 面的电场强度通量改变，O 点的场强大小不变 (B) 穿过S 面的电场强度通量改变，O 点的场强大小改变 习题9-3图
(C) 穿过S 面的电场强度通量不变，O 点的场强大小改变 (D) 穿过S 面的电场强度通量不变，O 点的场强大小不变 答案：D 解析：根据高斯定理，穿过闭合曲面的电场强度通量正比于面内电荷量的代数和，曲面S 内电荷量没变，因而电场强度通量不变。O 点电场强度大小与所有电荷有关，由点电荷电场强度大小的计算公式2 04q E r πε= ，移动电荷后，由于OP =OT ， 即r 没有变化，q 没有变化，因而电场强度大小不变。因而正确答案（D ） 9-4 在边长为a 的正立方体中心有一个电量为q 的点电荷，则通过该立方体任一面的电场强度通量为 [ ] (A) q /ε0 (B) q /2ε0 (C) q /4ε0 (D) q /6ε0 答案：D 解析：根据电场的高斯定理，通过该立方体的电场强度通量为q /ε0，并且电荷位于正立方体中心，因此通过立方体六个面的电场强度通量大小相等。因而通过该立方体任一面的电场强度通量为q /6ε0，答案（D ） 9-5 在静电场中，高斯定理告诉我们[ ] (A) 高斯面内不包围电荷，则面上各点E 的量值处处为零 (B) 高斯面上各点的E 只与面内电荷有关，但与面内电荷分布无关 (C) 穿过高斯面的E 通量，仅与面内电荷有关，而与面内电荷分布无关 (D) 穿过高斯面的E 通量为零，则面上各点的E 必为零 答案：C 解析：高斯定理表明通过闭合曲面的电场强度通量正比于曲面内部电荷量的代数和，与面内电荷分布无关；电场强度E 为矢量，却与空间中所有电荷大小与分布均有关。故答案（C ） 9-6 两个均匀带电的同心球面，半径分别为R 1、R 2(R 1 建筑力学复习题 一、判断题（每题1分，共150分，将相应的空格内，对的打“√”，错的打’“×”） 第一章静力学基本概念及结构受力分析 1、结构是建筑物中起支承和传递荷载而起骨架作用的部分。（√） 2、静止状态就是平衡状态。（√） 3、平衡是指物体处于静止状态。（×） 4、刚体就是在任何外力作用下，其大小和形状绝对不改变的物体。（√） 5、力是一个物体对另一个物体的作用。（×） 6、力对物体的作用效果是使物体移动。（×） 7、力对物体的作用效果是使物体的运动状态发生改变。（×） 8、力对物体的作用效果取决于力的人小。（×） 9、力的三要素中任何一个因素发生了改变，力的作用效果都会随之改变。（√） 10、既有大小，又有方向的物理量称为矢量。（√） 11、刚体平衡的必要与充分条件是作用于刚体上两个力大小相等，方向相反。（×） 12、平衡力系就是合力等于零的力系。（√） 13、力可以沿其作用线任意移动而不改变对物体的作用效果。（√） 14、力可以在物体上任意移动而作用效果不变。（×） 15、合力一定大于分力。（×） 16、合力是分力的等效力系。（√） 17、当两分力的夹角为钝角时，其合力一定小于分力。（√） 18、力的合成只有唯一的结果。（√） 19、力的分解有无穷多种结果。（√） 20、作用力与反作用力是一对平衡力。（×） 21、作用在同一物体上的三个汇交力必然使物体处于平衡。（×） 22、在刚体上作用的三个相互平衡力必然汇交于一点。（√） 23、力在坐标轴上的投影也是矢量。（×） 24、当力平行于坐标轴时其投影等于零。（×） 25、当力的作用线垂直于投影轴时，则力在该轴上的投影等于零。（√） 26、两个力在同一轴的投影相等，则这两个力相等。（×） 27、合力在任意轴上的投影，等于各分力在该轴上投影的代数和。（√） 28、力可使刚体绕某点转动，对其转动效果的度量称弯矩。（×） 29、力臂就是力到转动中心的距离。（×） 30、在力臂保持不变的情况下，力越大，力矩也就越大。（√） 31、在力的大小保持不变的情况下，力臂越大，力矩就越小。（×） 32、力矩的大小与矩心位置无关。（×） 33、大小相等，方向相反，不共线的两个力称为力偶。（×） 34、在力偶中的力越大，力偶臂越大，力偶矩就越小。（×） 35、力偶不能用力来代替，但可以用力来平衡。（×） 36、力偶对物体的作用效果是转动和移动。（×） 37、力偶可以在作用平面内任意移动或转动而不改变作用效果。（√） 38、在保持力偶矩的大小和转向不变的情况下，可任意改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变对刚体的转动效果。（√） 39、力偶矩的大小与矩心位置有关。（×） 40、若两个力偶中力的大小和力臂的长短相同，则两力偶对刚体的作用效果一定相同。（×） 41、力可以在物体上任意的平行移动，而不改变它对物体的作用效果。（×） 42、荷载是主动作用在结构上的外力。（√）建筑力学(习题答案)
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