1. Физика твёрдого тела

71. Вычислить количество тепла, необходимого для нагревания кристалла меди массой 100 г от 10 К до 20 К. Характеристическая температура Дебая для меди T_D = 339 К.

72. Зная, что для алмаза характеристическая температура Дебая 1910 К, вычислить его удельную теплоёмкость при температуре 30 К.

73. Молярная теплоёмкость серебра при температуре 20 К равна 1,65 Дж/(моль·К). Чему равна характеристическая температура Дебая для серебра? Считать, что условие Т<<Т_D выполнено.

74. Вычислить теплоёмкость цинка массой 100 г при температуре 10 К. Характеристическая температура Дебая для цинка равна 308 К.

75. Вычислить удельную теплоёмкость хлористого натрия при температуре Т = 0,01Т_D.

76. На нагревание металлического предмета массой 100 г от 20°С до 50°С затрачено 8,3 кДж тепла. Определить, из какого металла изготовлен предмет, если указанный интервал температур выше характеристической температуры Дебая.

77. Вычислить температуру, при которой теплоёмкость электронного газа будет равна теплоёмкости кристаллической решётки алюминия.

78. Вычислить относительный вклад электронного газа в общую теплоёмкость серебра при комнатной температуре (27°С), при температуре 3 К и при температуре 3000 К.

79. Оценить максимальное значение импульса фонона в серебре. Скорость распространения звука в серебре 3,7 км/с, плотность серебра 10,5 г/см³, молярная масса серебра 108 г/моль. Фотон какой длины волны обладал бы таким же импульсом?

80. Вычислить изменение энтропии 100 г кристаллического хлористого натрия при его нагревании от 10 К до 25 К. Характеристическая температура Дебая для хлористого натрия 320 К.

Библиографический список

1. Трофимова Т. И. Курс физики / Т. И. Трофимова. М., 2006. 560 с.

2. Детлаф А. А. Курс физики / А. А. Детлаф, Б. М. Яворский. М., 2001. 607 с.

3. Трофимова Т. И. Краткий курс физики / Т. И. Трофимова. М., 2006. 352 с.

4. Яворский Б. М. Справочник по физике / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. М., 1990. 622 с.

5. Савельев И. В. Курс физики / И. В. Савельев. М., 2005. Т. 3. 320 с.

6. Е п и ф а н о в Г. И. Физика твердого тела / Г. И. Е п и ф а н о в. М., 1977. 288 с.

7. Б у ш м а н о в Б. Н. Физика твердого тела / Б. Н. Б у ш м а н о в, Ю. А. Х р о м о в. М., 1971. 224 с.

8. Крохин С.Н. Краткий курс физики. Часть 3. / С.Н. Крохин, Л.А. Литневский Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2012.

9. Курманов Р.С. Оптика. Задачи / Р.С. Курманов, О.И. Сердюк, Г.Б. Тодер. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2003.

10. Гончар И.И. Элементы квантовой механики / И.И. Гончар, И.А. Дроздова. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2009.

11. Гончар И.И. Основы квантовой физики в задачах / И.И. Гончар, Л.А. Литневский. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008.

12. Гончар И.И. Методические указания к решению задач при изучении разделов физики «Колебания и волны», «Оптика», «Квантовая и атомная физика» / И.И. Гончар, И.А. Дроздова. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2005.

13. Аронова Т.А. Методические указания для подготовки студентов к тестированию по разделам физики «Колебания и волны», «Волновая оптика», «Квантовая физика» / Т.А. Аронова, О.И. Сердюк. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. 36 с.

14. Аронова Т.А. Методические указания для подготовки студентов к тестированию по разделам физики «Статистическая физика» и «Физика твердого тела» / Т.А. Аронова, О.И. Сердюк, Г.Б. Тодер. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. 39 с.

15. Гончар И.И. Элементы статистической физики: классические и квантовые распределения / И.И. Гончар, С.Н. Крохин, Г.Б. Тодер. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007.

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица П.1

Десятичные приставки

Наименование	Обозначение	Отноше- ние	Наимено-вание	Обозначение	Отноше- ние
деци санти милли микро нано пико	д с м мк н п	10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12	дека гекто кило мега гига тера	да г к М Г Т	101 102 103 106 109 1012

Таблица П.2

Показатель преломления

Вещество	Показатель	Вещество	Показатель
Вода Стекло Кварц	1,33 1,50 1,46	Бензол Глицерин Алмаз	1,60 1,47 2,42

Т а б л и ц а П.3

Работа выхода электрона из металла

Металл	Ав, эВ	Металл	Ав, эВ
Алюминий Железо Литий Медь	3,74 4,36 2,39 4,47	Никель Платина Серебро Цинк	4,84 5,29 4,28 3,74

Таблица П.4

Интервалы длины волн и частоты и соответствующие

им цвета видимой части спектра

Цвет спектра	Длина волны, нм	Частота, ТГц
Красный Оранжевый Желтый Зеленый Голубой Синий Фиолетовый	760 – 620 620 – 590 590 – 560 560 – 500 500 – 480 480 – 450 450 – 380	395 – 483 483 – 508 508 – 536 536 – 600 600 – 625 625 – 666 666 – 789

Т а б л и ц а П.5

Заряд и масса частиц

Частица	Заряд, Кл	Масса, кг
Электрон Протон Альфа-частица	1,60·1019 +1,60·1019 +3,20·1019	9,11·1031 1,67·1027 6,64·1027

Т а б л и ц а П.6

Молярная масса и число степеней свободы молекул газа

Газ	Молярная масса М, г/моль	Число степеней свободы i
Водород H2 Гелий He Азот N2 Кислород O2 Углекислый газ CO2 Сернистый газ SO2	2 4 28 32 44 64	5 3 5 5 6 6

Т а б л и ц а П.7

Характеристическая температура Дебая для некоторых

химических элементов и соединений

Элемент	ТD, К	Элемент	ТD, К	Элемент	ТD, К
Be Mg Ca La Ti Pt V Nb Ta Cr Mo W	1160 406 219 132 278 229 273 252 231 402 425 (379)	Fe Co Ni Pd NaCl KCl Cu Ag Au Zn Cd Hg	467 445 456 275 320 227 339 225 165 308 300 (60 – 90)	Al In Tl C (алмаз) Si Ge Sn (серое) Sn (белое) Pb Bi KBr CaF2	418 109 89 1910 658 366 212 189 94,5 117 174 474

Т а б л и ц а П.8

П р и м е ч а н и я.

1. Ускорение свободного падения на поверхности Земли g =  9,81 м/с².

2. Электрическая постоянная k_e = 910⁹ Нм²/кг²; k_e = 1/(4πε₀), где ε₀ = 8,8510^12 Ф/м.

3. Магнитная постоянная k_m = 10^7 Тлм/А; k_m = μ₀/(4π), где μ₀ = 4π10^7 Гн/м.

4. Скорость света в вакууме с = 3,010⁸ м/с.

5. Постоянная Планка h = 6,6310^34 Джс.

6. 1 эВ = 1,6·10^-19 Дж.

7. Т, К = t°, С + 273.

Учебное издание

КРОХИН Сергей Николаевич,

СОСНОВСКИЙ Юрий Михайлович

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №3

ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

ЗАОЧНОГО ФАКУЛЬТЕТА

_______________________

Редактор Т. С. Паршикова

* * *

Подписано в печать . 08.2007. Формат 60  84 ¹/₁₆.

Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1.9. Уч.-изд. л. 2,1.

Тираж 800 экз. Заказ .

* *

Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа

Типография ОмГУПСа

*