Физка. Задачи и упражнения / Касаткина И.Л. Решебник по физике

Решебник по физике

Um — максимальное напряжение переменного тока (В). Остальные величины названы в предыдущей формуле.

Средняя мощность в цепи переменного тока

271) Р = U I cos ϕ

ЗдесьР—мощностьпеременноготока(Вт), U—егодейс- твующее напряжение (В), I — действующая сила тока (А), соs ϕ — коэффициент мощности переменного тока (безразмерный), ϕ — сдвиг фаз между током и напряжением (рад).

Коэффициент мощности переменного тока

272)

Здесь все величины названы в формулах 268)–269).

Коэффициент трансформации трансформатора

273)

Здесь k — коэффициент трансформации трансформатора (безразмерный), U1 — напряжение на первичной обмотке (В), U2 — напряжение на вторичной обмотке (В), N1 — число витков в первичной обмотке (безразмерное), N2 — число витков во вторичной обмотке (безразмерное).

Формулы длины электромагнитной волны в вакууме (воздухе)

274)

275)

Здесь λ — длина волны (м), с = 3 • 108 м/с — скорость света в вакууме, Т — период колебаний (с), n — частота колебаний (Гц).

Плотность потока электромагнитного излучения

276)

600

Приложение

Здесь I — плотность потока электромагнитного излучения (Вт/м2), W — электромагнитная энергия, проходящая через некоторую поверхность (Дж), S — площадь этой поверхности (м2), t — время прохождения энергии (с).

Закон отражения

277)

Здесь α — угол падения (рад), (или ) β — угол отражения

(рад).

Закон преломления

278)

279)

Здесь α — угол падения (рад), γ (или β) — угол преломления(рад),n21 —показательпреломлениявторойсредыотно- сительно первой (безразмерный), v1 — скорость света в первой среде (м/с), v2 — скорость света во второй среде (м/с).

Физический смысл абсолютного показателя преломления

280)

Здесь n — абсолютный показатель преломления (безразмерный), c — скорость света в вакууме (м/с), v — скорость света в прозрачной среде (м/с).

Физический смысл относительного показателя преломления

281)

Здесь n21 — показатель преломления второй среды относительно первой, v1 — скорость света в первой среде (м/с), v2 — скорость света во второй среде.

601

Решебник по физике

Связь относительного показателя преломления двух сред с их абсолютными показателями преломления

282)

Здесь n21 — относительный показатель преломления сред (безразмерный), n1 — абсолютный показатель преломления первой среды, n2 — абсолютный показатель преломления второй среды.

Формула предельного угла полного отражения

283)

284) при

Здесь α0 — предельный угол полного отражения (рад), n1 — абсолютный показатель преломления первой среды (безразмерный), n2 — абсолютный показатель преломления второй среды (безразмерный).

Формула линзы

285) ,

Здесь d — расстояние от предмета до линзы (м), f — расстояние от линзы до изображения (м), F — фокусное расстояние линзы (м), D — оптическая сила линзы (дптр).

Формула оптической силы линзы

286)

Все величины названы в предыдущей формуле.

Линейное увеличение линзы

287)

288)

602

Приложение

Здесь Г — линейное увеличение линзы (безразмерное), Н — линейный размер изображения (м), h — линейный размер предмета (м), d — расстояние от предмета до линзы (м), f — расстояние от линзы до изображения (м).

Линейное увеличение лупы

289)

Здесь d0 = 25 см — расстояние наилучшего зрения, F — фокусное расстояние лупы.

Условие максимума на дифракционной решетке

290)

Здесь d — период решетки (м), ϕ — угол дифракции (рад), k — порядок максимума (безразмерный), λ — длина световой волны (м).

Формула Планка

291)

292)

293)

ЗдесьЕ γ —энергияпорцииизлучения—фотона,иликвант (Дж),h=6,62•10–34 Дж•с—постояннаяПланка,n —частота световой волны (Гц), = 1,05•10–34 Дж•с — постоянная Планка (с черточкой), ω— циклическая частота (рад/с).

Формула Эйнштейна для фотоэффекта

294)

295)

Здесь Е γ — энергия фотона (Дж), Авых — работа выхода электрона из металла (Дж), Ек — кинетическая энергия электрона (Дж), h — постоянная Планка (Дж•с), n — частота световой волны (Гц), me — масса электрона (кг), v — скорость электрона (м/с).

603

Решебник по физике

Формула для расчета красной границы фотоэффекта

296)

297)

Здесь Авых — работа выхода электрона из металла (Дж), h — постоянная Планка (Дж • с), с — скорость света в вакууме(м/с),n0 —краснаяграницафотоэффектапочастоте(Гц), λ0 — красная граница фотоэффекта по длине волны (м).

Масса и импульс фотона

298)

299)

Здесь m — масса фотона (кг), p — импульс фотона (кг •м/с), λ — длина волны (м), с — скорость света в вакууме (м/с). Остальные величины названы в предыдущей формуле.

Замедление времени при релятивистских скоростях

300)

Здесь τ0 — интервал времени между событиями по часам неподвижного наблюдателя, расположенного в движущейся системе отсчета, например, по часам космонавтов в космическом корабле, (с), τ— интервал времени между этими же событиями по часам наблюдателя в неподвижной системе отсчета, например, по часам землян, (с), v — скорость движущейся системы отсчета — космического корабля (м/с), с — скорость света в вакууме (м/с).

604

Приложение

Релятивистское сокращение длины

301)

Здесь l0 — длина тела, измеренная неподвижным наблюдателем, находящимся в движущейся системе отсчета, например, космонавтом в космическом корабле, (м), l — длина этого же тела, измеренная наблюдателем в неподвижной системе отсчета, например, наблюдателем на Земле, (м), v — скорость движущейся системы (м/с), c — скорость света в вакууме (м/с).

Сложение релятивистских скоростей

302)

Здесь v0 — скорость движущейся системы отсчета относительно неподвижной (м/с), v1 — скорость тела относительно движущейся системы отсчета (м/с), v — скорость этого же тела относительно неподвижной системы отсчета (м/с), c — скорость света в вакууме.

Зависимость массы от скорости

303)

Здесь m0 — масса покоя тела (кг), m — масса движущегося тела (кг), v — скорость тела (м/с), c — скорость света в вакууме (м/с).

Связь энергии и массы

304)

305)

306)

307)

605

Решебник по физике

Здесь E — полная энергия тела (Дж), m — масса движущегося тела (кг), c — скорость света в вакууме (м/с), E0 — энергия покоя тела (Дж), m0 — масса покоя тела (кг), Eк — кинетическая энергия тела (Дж), E — изменение полной энергии тела (Дж), m — изменение массы тела (кг).

Энергия фотона, излученного атомом

308) hν = En – Em

Здесь h — постоянная Планка (Дж•с), ν — частота излученной волны (Гц), En — большая энергия стационарного состояния атома (Дж), Em — меньшая энергия стационарного состояния атома (Дж).

Формула массового числа

310) А = Z + N

Здесь А — массовое число или сумма числа протонов и нейтронов (нуклонов) в ядре (безразмерное), Z — зарядовое число или число протонов в ядре (безразмерное), N — число нейтронов в ядре (безразмерное).

Формула активности радиоактивного вещества

311)

Здесь а — активность (Бк), N0 — исходное число ядер (безразмерное), N — число оставшихся ядер через время t (безразмерное), t — время распада (с).

Закон радиоактивного распада

312)

Здесь N0 — число ядер в начальный момент времени (безразмерное), N — число ядер через время t (безразмерное), t — время распада (с), T — период полураспада (с).

Формула дефекта массы

313) М = Z mp + N mn – Mя

Здесь М — дефект массы (кг), Z — число протонов (безразмерное), mp — масса протона (кг), N — число нейтро-

606

Приложение

нов (безразмерное), mn — масса нейтрона (кг), Mя — масса ядра (кг).

Формула энергии связи, выраженной в джоулях (Дж)

314)Есв = DМ с2

315)Есв = (Z mp +N mn – Mя) с2

Здесь Есв — энергия связи (Дж), с — скорость света в вакууме (м/с). Остальные величины названы в предыдущей формуле.

Формула энергии связи, выраженной в мегаэлектронвольтах (МэВ)

316) Есв = 931 DМ

Здесь Есв — энергия связи (МэВ), DМ — дефект массы

(а.е.м.).

Формула удельной энергии связи

317)

eсв — удельная энергия связи (Дж/нуклон), Есв — энергия связи (Дж), А — массовое число (безразмерное).

Формула дозы излучения

318)

Здесь D — поглощенная доза излучения (Гр), E — по­ глощенная энергия (Дж), m — масса вещества, поглотившего энергию ионизирующего излучения (кг).

Обозначения некоторых элементарных частиц

— бета-частица, или электрон, — протон (ядро атома водорода), — изотоп водорода дейтерий, — изотоп водорода тритий, — альфа-частица (ядро гелия), — нейтрон, γ — гамма-квант.

607

608