15

Общие указания к решению задач

1. Указать основные законы и формулы, на которых базируется решение, разъяснить буквенные обозначения формул. Если при решении задач применяется формула, полученная для частного случая, не выражающая какой-нибудь физический закон, или не являющаяся определением какой-нибудь физической величины, то ее следует вывести.

2. Дать чертеж, поясняющий содержание задачи (в тех случаях, когда это возможно).

3. Сопровождать решение задачи краткими, но исчерпывающими пояснениями.

4. Получить решение задачи в общем виде.

5. Подставить в правую часть полученной рабочей формулы вместо символов величин обозначения единиц, произвести с ними необходимые действия и убедиться в том, что полученная при этом единица соответствует искомой величине.

6. Подставить в рабочую формулу числовые значения величин, выраженные в единицах одной системы.

7. Произвести вычисление величин, подставленных в формулу, руководствуясь правилами приближенных вычислений, записать в ответе числовое значение и сокращенное наименование единицы искомой величины.

8. Оценить, где это целесообразно, правдоподобность численного ответа.

Критерии оценивания индивидуальных заданий

В каждом модуле студент должен защитить 4 задачи. Одна задача оценивается в 25 баллов.

25 баллов	Задача решена верно. В оформлении присутствует дано, найти, чертеж. Указаны основные законы и формулы, на которых базируется решение, разъяснены буквенные обозначения в формулах, получена расчетная формула. Проведена проверка единиц измерения. Студент отвечает на вопросы по решению задачи.
20 баллов	В решении отсутствуют разъяснения обозначений, нет проверки единиц измерения, при вычислении допущены арифметические ошибки, которые ставят под сомнение правдоподобность численного ответа. Студент не всегда поясняет ход решения.
15 баллов	В решении имеются недочеты, нет чертежа, нарушена логика решения задачи. Студент затрудняется отвечать на отдельные вопросы. Верно решенная задача, сданная повторно (в первый раз решение было не верно).
10 баллов	В решении присутствуют элементы верного решения, но при выводе расчетной формулы допущены ошибки. При решении используется "готовая" формула.
7 баллов	Задача решена правильно, но студент не может пояснить ход решения задачи – очевидно, что решение задачи – плод чужого труда. Правильно решенная задача без «защиты».

Оптика. Элементы квантовой теории. Основы атомной и ядерной физики

1. Фотометрия

1. Лампочка, потребляющая мощность P=75 Вт, создает на расстоянии r=3 м при нормальном падении лучей освещенность E=8 лк. Определить удельную мощность p лампочки ( в ваттах на канделу ) и световую отдачу h лампочки ( в люменах на ватт ).

2. Линза позволяет при последовательном применении получить два изображения одного и того же предмета, причем увеличения оказываются равными h₁=5 и h₂=2. Определить, как при этом меняется освещенность изображений.

3. На какую высоту над чертежной доской необходимо повесить лампочку мощностью P=300 Вт, чтобы освещенность доски под лампочкой была равна E=60 лк. Наклон доски составляет 30⁰, а световая отдача лампочки равна 15 лм/Вт. Принять, что полный световой поток, испускаемый изотропным точечным источником света, Ф₀=4pI.

4. На мачте высотой h=8 м висит лампа силой света I=1 ккд. Принимая лампу за точечный источник света, определить, на каком расстоянии от основания мачты освещенность E поверхности земли равна 1 лк.

5. На какой высоте h над центром круглого стола радиусом r=1 м нужно повесить лампочку, чтобы освещенность на краю стола была максимальной?

6. Светильник из молочного стекла имеет форму шара диаметром d=20 см. Сила света I шара равна 80 кд. Определить полный световой поток Ф, светимость M и яркость L светильника.

7. Над центром круглой площадки висит лампа. Освещенность E₁ в центре площадки равна 40 лк, E₂ на краю площадки равна 5 лк. Под каким углом e падают лучи на край площадки?

8. Вычислить и сравнить между собой силы света раскаленного металлического шарика яркостью L₁=3 Мкд/м² и шарового светильника яркостью L₂=5 ккд/м², если их диаметры d₁ и d₂ соответственно равны 2 мм и 20 см.

9. Параллельный пучок лучей, несущий однородный световой поток плотности j=200 лм/м², падает на плоскую поверхность, внешняя нормаль к которой образует с направлением лучей угол a=30⁰. Какова освещенность E этой поверхности?

Свет от электрической лампочки с силой света 200 кд падает под углом 45⁰ на рабочее место, создавая освещенность E=141 лк. На какой высоте h от рабочего места она висит?

10. В центре квадратной комнаты площадью S=25 м² висит лампа. На какой высоте h от пола должна находиться лампа, чтобы освещенность в углах комнаты была наибольшей?

11. Найти освещенность E на поверхности Земли, вызываемую нормально падающими солнечными лучами. Яркость Солнца B=1,2´10⁹ кд/м².

12. На лист белой бумаги площадью S=20´30 см² перпендикулярно к поверхности падает световой поток Ф=120 лм. Найти освещенность E, светимость R и яркость B бумажного листа, если коэффициент отражения r=0,75.

13. Лист площадью S=10´30 см² освещается лампой с силой света I=100 кд, причем на него падает 50% всего посылаемого лампой света. Найти освещенность E листа бумаги.

14. Какую силу тока I покажет гальванометр, присоединенный к селеновому фотоэлементу, если на расстоянии r=75 см от него поместить лампочку, полный световой поток Ф₀ которой равен 1,2 клм? Площадь рабочей поверхности фотоэлемента равна 10 см², чувствительность i=300 мкА/лм.

15. На какой высоте h нужно повесить лампочку силой света I=10 кд над листом матовой белой бумаги, чтобы яркость L бумаги была равна 1 кд/м², если коэффициент отражения r бумаги равен 0,8?

16. Отверстие в корпусе фонаря закрыто плоским молочным стеклом размером 10´15 см. Сила света I фонаря в направлении, составляющем угол j=60⁰ с нормалью, равна 15 кд. Определить яркость L стекла.

17. Лампочка, потребляющая мощность 100 Вт, создает на расстоянии 5 м при нормальном падении лучей освещенность 10 лк. Определить удельную мощность лампочки (в ваттах на канделу) и световую отдачу лампочки (в люменах на ватт).

18. На мачте высотой 8 м висит лампа силой света 1 ккд. Принимая лампу за точечный источник света, определить, на каком расстоянии от основания мачты освещенность поверхности земли равна 1 лк.

19. На лист белой бумаги площадью S=500 см² перпендикулярно к поверхности падает световой поток Ф=100 лм. Найти освещенность E, светимость R и яркость B бумажного листа, если коэффициент отражения r=0,5.

20. Лист площадью S=10´30 см² освещается лампой с силой света I=100 кд, причем на него падает 25% всего посылаемого лампой света. Найти освещенность E листа бумаги.

21. На какой высоте нужно повесить лампочку силой света 10 кд над листом матовой белой бумаги, чтобы яркость бумаги была равна 1 кд/м², если коэффициент отражения бумаги 0,5?

22. Свет от электрической лампочки с силой света 100 кд падает под углом 30⁰ на рабочее место, создавая освещенность 100 лк. На каком расстоянии от рабочего места находится лампочка?

23. В центре квадратной комнаты площадью S=100 м² висит лампа. На какой высоте от пола должна находиться лампа, чтобы освещенность в углах комнаты была наибольшей?