2.Оптика. Физика атома и атомного ядра. Основные законы и формулы

Закон преломления света………………………………….sinα/sinγ=n₂₁

Относительный показатель преломления………………..п₂₁=п₂ /.п₁

Абсолютный показатель преломления…………………..п=с / ύ

Формула линзы……………………………………………

Оптическая сила линзы…………………………………..Ф=1 / f

Оптическая сила двух совмещенных линз………………Ф=Ф₁+Ф₂

Линейное увеличение линзы…………………………………..β=b/а=у׳/у

Увеличение лупы……………………………………………….β=L / f

Увеличение микроскопа……………………………………….

Освещенность…………………………………………………..Е=Ф/S

Освещенность, создаваемая точечным источником света….

Формула дифракционной решетки……………………...….…d sinφ=kλ

Постоянная дифракционный решетки……………………..…d=a+b=1/N

Закон Брюстера………………………………………………….tgα=n₂₁

Закон Стефана – Больцмана……………………………………...R₀=σT⁴

Закон Вина………………………………………………………

Энергия кванта (закон Планка)…………………………….….

Формула Эйнштейна для фотоэффекта………………………

Красная граница (порог) фотоэффекта…………………….

Закон взаимосвязи массы и энергии………………………….….Е=mc²

Энергетическая освещенность, облученность………………….Е_е=Е/(St)

Давление света………………………………………….………

Сериальная формула для атома водорода…………..……

Период полураспада………………………………………..

Активность радиоактивного изотопа……………………….

Дефект массы ядра……………………………………….∆m = Zm_p + (A-Z) m_п - m_я

Энергия связи ядра……………………………………….Е_св = ∆mc², E_св= 931∆m

Удельная энергия связи……………………………………ε=Е_св /А

Примеры для решения задач

Пример 8.На каком расстоянии друг от друга необходимо подвесить в теплицах, чтобы освещенностьЕна поверхности земли в точке, лежащей посередине между двумя лампами, была не менее 200 лк? Высота теплицыh=2 м. Сила света каждой лампыI=800 кд (рисунок 8).

Решение. Расстояниеlмежду лампами можно определить из формулы прямоугольного треугольник:

(1)

Лампу можно принять за точечный источник света, так как ее размеры малы по сравнению с расстоянием до точки, в которой определяется освещенность. Поэтому найти расстояние rот лампы до точкиАможно из формулы освещенности:

(2)

где α– угол, под которым падают лучи.

Подставив в (2) cosα=h/r, выразимr:

(3)

Подставим выражение (3) в (1):

(4)

Подставим числовые значения величин в (4)и вычислим

Пример 9.Фокусное расстояние объектива микроскопаf₁=5 мм, окуляраf₂=25 мм. Предмет находится на расстоянииs=5,1 мм от объектива (рисунок 9).Вычислить длину тубуса микроскопа и даваемое микроскопом увеличение β.

Решение. Увеличение микроскопа

β=β₁β₂, (1)

где β₁– увеличение объектива; β₂– увеличение окуляра, определяемые по формулам:

β₁= s/f₁; (2)

β₂=0,25/f₂, (3)

где s– расстояние от объектива до даваемого им действительного изображения; 0,25 м – расстояние наилучшего видения для нормального глаза.

С учетом (2) и (3) формула (1) примет вид

(4)

Расстояние s^΄ от объектива до изображения можно найти из формулы линзы:

,

где s–расстояние от предмета до линзы, откуда:

Подставив выражение для s^׳в (4), получим:

. (5)

Выпишем величины, входящие в формулу (5), в СИ: s=5,1·10^-3м,f₁=5·10^-3м,f₂=25·10^-3м.

Длину тубуса определим, исходя из следующих соображений. Действительное изображение, даваемое объективом, должно лежать в фокусе окуляра, так как окуляр действует как лупа (рисунок 9). Поэтому длина тубуса:

(6)

Подставим числовые значения величин в (5)и (6) и вычислим:

Пример 10.Определить число штрихов на 1 мм дифракционной решетки, если при нормальном падении света длиной волны λ =600 нм решетка дает первый максимум на расстоянииl=3,3 см от центрального. Расстояние от решетки до экранаL=110 см.

Решение. Число штриховNна 1 мм решетки определим по формуле:

N=1/d, (1)

где d –период решетки (рисунок 10).

Период решетки найдем из условия максимума:

dsinφ=kλ, (2)

где φ – угол, под которым наблюдается r-ый максимум;k– порядок (номер) максимума.

Ввиду того, что для максимума 1-го порядка угол мал, можно принять

sinφ=tgφ=l/L, (3)

Подставив в формулу (2) выражение синуса угла из (3), определим постоянную решетки:

D=kλL /l. (4)

Cучетом (4) формула (1) примет вид

N=l / (kλL). (5)

Выпишем числовые значения величин, входящих в (5), в СИ: l=3,3·10^-2 м,L=1,10 м,R=1, λ=6·10^-7м.

Подставим числовые значения величин в (5) и вычислим

Пример 11. Определить концентрациюСсахарного раствора, если при прохождении света через трубку длинойl=20 см с этим раствором, плоскость поляризации света поворачивается на угол φ=10⁰. Удельное вращение раствора сахара [α]=0,6 град/(дм·%).

Решение. Из формулы для угла поворота плоскости поляризации определим концентрацию раствора:

φ=[α]Cl , (1)

(2)

Выпишем числовые значения величин, входящих в (2), в СИ: φ=10⁰, [α] =6 град/(м·%),l=0,2 м.

Подставим числовые значения величин в (2) и вычислим

Пример 12..Максимум энергии излучения черного тела при некоторой температуре приходится на длину волны λ_m=1 мкм. Вычислить излучательность тела при этой температуре и энергиюW, излучаемую с площадиS=300 см²поверхности тела за времяt=1 мин. Определить также массу, соответствующую этой энергии.

Решение. Излучательность черного тела определим из закона Стефана – Больцмана:

R₀=σT⁴, (1)

где σ – постоянная Стефана – Больцмана;Т– термодинамическая температура тела. Из закона смещения Вина

λ_m=b/Т

Определим термодинамическую температуру:

Т=b/λ_m, (2)

где λ_m– длина волны, на которую приходится максимум излучения при температуреТ; b – постоянная Вина..

Подставив выражение для Тиз (2) в (1), получим

R₀= σ (b / λ_m)⁴, (3)

Энергию, излучаемую с площади Sповерхности тела за времяt, определим по формуле

W=R₀St . (4)

По закону Эйнштейна взаимосвязи энергии и массы:

W=mc²,

где с– скорость света в вакууме;W– энергия.

Найдем массу соответствующую энергии излучения:

m=W/c², (5)

Проверим формулу (3):

Вт/м²=Вт/(м²·К⁴) (м·К/м)⁴=Вт/м².

Выпишем значения величин, входящих в формулы (3), (4), (5), в СИ: σ=5,67·10^-8Вт/(м²·К⁴);b =2,89·10^-3м·К, λ_m=10^-6м,S=3·10^-2м²,t=60c,c=3·10⁸м/с.

Подставим числовые значения величин в формулы (3), (4), (5) и вычислим:

W=3,95·10⁶·3·10^-2·60 Дж=7,10·10⁶Дж=7,10 МДж;

Пример 13.Для предпосевного облучения семян применен лазер, излучающий электромагнитные волны длиной λ=632 нм. Интенсивность излученияJĵ=2·10³Вт/м². Определить число фотонов, поглощенных семенем площадьюS=5 мм². Время облучения 10 мин.

Решение. Количество фотонов, поглощенных семенем, равно

п=W/ε, (1)

где ε– энергия фотона;W– энергия света, падающего на семя:

W=JSt . (2)

Здесь J– интенсивность излучения, т. е. энергия света, падающего на 1 м²за 1 с;S- площадь;t– время.

Энергию фотона определим по формуле Планка:

ε=hc/λ, (3)

где h –постоянная Планка;с– скорость света; λ – длина волны.

Подставив (2) и (3) в (1), получим

(4)

Выпишем числовые значения величин, входящих в, (4), в СИ: S=5·10^-4м²,t=600c, λ=632·10^-9м,с=3·10⁸м/с,h=6,63Х10^-34Дж·с.

Подставим числовые значения величин в (4) и вычислим:

Пример 14.На поверхность площадьюS=3 см²за времяt=10 мин падает свет, энергия которогоW=20 Дж. Определить: 1) облученность (энергетическую освещенность) поверхности, 2) световое давление на поверхности, если она или полностью поглощает лучи, или полностью отражает.

Решение. 1. Облученность определим по формуле:

Выпишем значения величин, входящих в эту формулу, в СИ: S=3·10^-4м²,t=600 с.

Подставим числовые значения величин в расчетную формулу и вычислим:

2. Световое давление определим по формуле:

р = Е_е (1+р) /с, илир = w (1+р),

где w =E_e / c – объемная плотность энергии излучения;с– скорость света в вакууме;

р– коэффициент отражения.

Если поверхность полностью поглощает лучи, то р=0 и тогда:

Если поверхность полностью отражает лучи, то р=1 и тогда

р= 2·0,370 мкПа=0,740 мкПа.

Пример 15.Определить: 1) кинетическую энергиюТи 2) скорость фотоэлектронов при облучении натрия светом длиной волны λ=400 нм.

Решение. 1. Кинетическую энергию фотоэлектрона определим из формулы Эйнштейна для фотоэффекта:

hν = A + mυ² / 2 , (1)

где h– постоянная Планка;ν– частота света;А– работа выхода электрона;Т=mυ² / 2 – кинетическая энергия фотоэлектронов;m– масса электрона;υ– скорость электрона; Из формулы (1) следует:

T = mυ² / 2 = hν - A. (2)

Частоту света определим по формуле:

ν=с/λ (3)

где с– скорость света; λ – длина волны падающего света.

Для поверхности металла, освещенной светом частотой ν_гр, соответствующей красной границе фотоэффекта, кинетическая энергия фотоэлектронов равна нулю и формула (1) примет вид

hν_гр=А.

Отсюда найдем работу выхода А=hν_гр, или:

A=hc/λ_гр. (4)

Подставим в (2)формулы (3) и (4):

(5)

Проверим формулу (5):

Дж=Дж·с·м/с·м^-1=Дж.

Выпишем числовые значения величин, входящих в формулу (5), в СИ: h=6,63·10^-34Дж·с;с=3·10⁸м/с, λ=4·10^-7м, λ_гр=6·10^-7м.

Подставим числовые значения величин (5) и вычислим:

(1 эВ = 1,30^.10^-19Дж).

2. Из формулы T=mυ²/2 определим скоростьυфотоэлектронов:

.

Учитывая, что m=9,11·10^-31кг, вычислим искомую скорость фотоэлектронов:

Пример 16. Определить энергию фотона, излучаемого атомом водорода при переходе электрона с третьего энергетического уровня на первый, а также длину электромагнитной волны, соответствующую этому фотону.

Решение. Переход электрона в атоме водорода с отдаленной орбиты на внутреннюю связан с излучением фотона (кванта энергии):

ε=hν=hc/λ, (1)

где ε – энергия фотона; h– постоянная Планка;с– скорость света в вакууме; ν, λ – частота и длина волны, соответствующие фотону с энергией ε.

Длина волны излучаемого света связана с номером орбит соотношением:

(2)

где R– постоянная Ридберга;п – номер энергетического уровня, на который переходит электрон; k – номер энергетического уровня, с которого уходит электрон.

Подставим в (2) R=1,1·10⁷м^-1,п=1,R=3 и вычислим длину волны λ:

В выражение (1) подставим числовые значения величин с, λ и вычислим:

Пример 17.Навеска почвы, в которую внесено удобрение с радиоактивным фосфором, имеет активностьа=10 мкКи. Определить массуmрадиоактивного фосфора в навеске. Период полураспада изотопаТ_1/2=14,28 дня.

Решение. Массу радиоактивного вещества можно определить из формулы:

N=(m/M)N_A, (1)

где N– число атомов (ядер);m/M – число молей;m– масса вещества;М– масса моля;N_A– постоянная Авогадро. Из формулы (1) определим:

m=NM/N_A, (2)

Число атомов (ядер) Nсвязано с активностью вещества соотношением:

a=λN, (3)

где λ – постоянная распада, связанная с периодом полураспада зависимостью:

λ=0,693/Т_1/2(4)

Подставив (4) в (3), в затем в (2), получим

(5)

Выпишем значения величин, входящих в (5), в СИ: а=10·10⁴Бк,М=32·10^-3кг/моль,N_A=6,02·10²³1/моль,Т_1/2 =14,28·24·3600с.

Вычислим искомую массу радиоактивного препарата:

Пример 18.Определить дефект массы ∆mи энергию связи ядра атома бора

Решение. Дефект массы ядра представляет собой разность массы нуклонов (протонов и нейтронов), составляющих ядро, и массы ядра и определяется по формуле

∆m= Zm_p + (A-Z)m_п - m_я , (1)

где Z – зарядное число (число протонов в ядре);m_р- масса протона;А – массовое число (общее число нуклонов в ядре); (А-Z) – число нейтронов в ядре;m_я– масса ядра.

Числа ZиАуказываются при ,написании символа элемента:Z – слева вверху; в данном случае для бораZ=5,А=10. Массу ядра найдем по формуле:

m_я=m_a -Zm_e, (2)

где m_a– масса нейтрального атома;m_e– масса электрона.

Чтобы не вычислять каждый раз массу ядра, преобразуем формулу (1) с учетом (2):

∆m=Z+(A-Z)m_п-m_a. (3)

Выпишем данные: =1,00783 а. е. м.,m_n=1,00867 а.е.м.,m_a=10,01294 а. е.м.

Подставим числовые значения величин, входящих в (3), и вычислим дефект массы ядра бора:

∆m=5·1,00783 а. е. м.+(10 - 5)·1,00867 а.е.м. - 10,011294 а.е.м.=0,06956 а.е.м.

Энергия связи ядра – энергия, выделяющаяся при образовании ядра в виде электромагнитного излучения, - определяется по формуле

Е_св=∆mc², (4)

где с– скорость света в вакууме.

Если энергию связи Е_сввыразить в мегаэлектрон – вольтах, дефект массы ∆mядра – в атомных единицах, то формула (4) примет вид:

Е_св=931∆m, (5)

где 931 – коэффициент, показывающий, какая энергия в мега-электрон-вольтах соответствует массе 1 а. е. м. . Подставим значение ∆mв (5), вычислим энергию связи:

Е_св=931·0,06956 МэВ=64,8 МэВ.

Пример19.Вычислить энергию ядерной реакции:

.

Выделяется или поглощается эта энергия?

Решение. Энергию ядерной реакции определим по формуле

∆Е=931 ∆m, (1)

где ∆m– изменение массы при реакции , т.е. разность между массой частиц, вступающих в реакцию, и массой частиц, образовавшихся в результате реакции:

(2)

здесь – масса атома кислорода;– масса атома дейтерия (изотопа водорода);- масса атома изотопа;- масса изотопа гелия. По формуле (2) вычисляем ∆m:

∆m=(15,99491+2,01410) а. е. м. - 2 (14,00307+4,00260) а. е. м.=0,00334 а. е. м.

Подставим числовые значение ∆Е=931·0,00334 МэВ=3,11 МэВ.

В результате ядерной реакции выделяется энергия, так как масса исходных ядер больше массы ядер, образовавшихся в результате реакции.

Расчетная работа №2.

Таблица 2

Предпоследняя цифра шифра	Последняя цифра шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	10,26,44, 73,93,112 123,144, 153,173	8,27,45, 74,93,114 124,145, 154,174	6,28,46, 75,97,115 125,146, 155,175	4,29,47, 76,94,116 126,147, 156,176	2,30,48, 77,96,117 127,148, 157,177	20,41,61, 85,95,113 123,140, 163,173	18,40,63, 86,96,114 124,133, 164,174	16,39,65, 87,97,115 125,134, 165,175	14,38,67, 88,98,116 126,135, 166,176	12,37,69, 89,99,117 127,136, 167,177
1	9,31,49, 78,94,118 128,149 158,178	7,32,50, 79,84,119 129,150, 159,179	5,33,51, 80,99,120 130,132, 160,180	3,34,52, 81,82,113 123,151, 161,172	1,35,53, 91,97,114 124,133, 162,181	19,36,70, 81,90,118 128,137, 168,178 ,	17,35,69, 73,93,119 129,138, 169,179	15,34,68, 75,95,120 130,139, 170,180	13,33,67, 77,97,113 122,140, 152,172	11,32,66, 79,99,114 131,142, 171,181
2	20,36,54, 83,95,115 125,134, 163,173	18,37,55, 84,94,116 126,135, 164,174	16,43,56, 85,90,117 127,136, 165,175	14,39,57, 86,104,118 128,137, 166,176	12,40,58, 87,98,119 129,138, 167,177	21,31,65, 81,101,115 123,143, 153,173	22,30,64, 83,103,116 124,144, 154,174	23,29,63, 85,105,117 125,145, 155,175	24,28,62, 87,107,118 126,146, 156,176	20,25,61, 89,109,119 127,147, 157, 177
3	19,41,59, 88,96,121 130,139, 168,178	17,25,60, 89,106,113 122,140, 169,179	15,28,71, 90,111,114 131,141, 170,180	13,30,62, 72,106,115 123,142, 152,172	11,32,63, 74,99,116 124,143, 171,181	10,26,60, 74,94,120 128,148, 158,178	8,41,59, 76,96,123 129,149, 159,179	6,39,58, 78,92,114 130,150, 160,180	6,37,57, 80,100,115 122,132, 161,172	2,35,56, 82,111,116 131,151, 162,181
4	21,34,64, 76,97,117 125,144, 153,173	22,36,65, 78,107,118 126,145, 154,174	23,38,66, 80,105,119 127,146, 155,175	24,40,67, 82,108,120 128,147, 156,176	1,27,68, 91,100,113 129,148, 157,177	9,33,55, 84,104,117 123,133, 163,173	7,31,54, 86,106,118 124,134, 164,174	5,29,53, 88,108,119 125,135, 165,175	3,27,52, 90,110,120 126,136, 166,176	1,40,51, 73,93,113 127,137, 167,177
5	3,29,69, 88,98,114 130,149, 158,178	7,31,71, 90,108,115 131,150, 159,179	11,33,42, 73,107,116 122,132, 160,180	13,35,46, 75,110,117 123,151, 161,172	17,37,48, 72,101,118 124,133, 162,181	24,38,50, 74,94,114 128,138, 168,178	21,36,49, 75,95,115 129,139, 169,179	18,34,48, 76,96,116 130,140, 170,180	15,32,47, 77,97,117 131,141, 152,172	12,30,46, 78,98,118 122,142, 171,181
6	19,39,58, 79,98,119 125,134, 163,173	23,41,56, 81,109,120 126,135, 164,174	2,26,24,83, 109,113, 127,136, 165,175	4,27,52,85, 93,114,128 137,166, 176	6,28,50,87, 102,115, 129,138, 167,177	9,28,45, 79,99,119 123,143, 153,173	6,26,44,80, 100,120, 124,144, 154,174	3,41,70,81, 101,113, 125,145, 155, 175	2,39,65,82, 102,114, 126,146, 156,176	4,37,60,83, 103,115, 127,147, 157,177
7	8,29,60,89, 100,116, 130,139, 168, 178	10,30,62, 73,110,117 131,140, 169,179	12,31,64, 74,94,118 122,141, 170,180	14,32,68, 75,94,119 123,142, 152,172	16,33,70, 76,103,120 124,143, 171,181	8,35,55, 84,104,116 128,148, 158,178	10,33,50, 85,105,117 129,149, 159,179	14,32,45, 86,106,118 130,150, 160,180	16,31,51, 87,107,119 122,151, 161,172	20,29,52, 88,108,120 131,132, 162,181
8	18,34,45, 77,101,112 125,144, 153,173	20,35,47, 78,93,121 131,145, 154,170	22,36,49, 79,96,113 122,146, 155,175	24,37,51, 80,95,114 126,147, 156,176	1,38,53, 81,104,112 127,148, 157,177	22,27,53, 29,109,112 123,134, 163,173	1,26,54,90, 110,121, 124,135, 164,174	5,28,55, 75,93,113, 122,136, 165,175	7,30,56, 78,94,114 131,137, 166,176	11,32,57, 81,95,112, 125,137, 167,177
9	5,39,55, 82,102,121 131,149, 158,178	15,40,57, 83,95,120 122,150, 159,179	9,41,59, 84,98,119 128,132, 160,180	6,25,42, 72,92,112 131,151, 161,172	8,25,43, 77,111,121 122,152, 162,181	13,26,58, 84,96,121 126,139, 168,178	17,27,59, 87,97,115 122,140, 169,179	19,28,60, 90,98,116 131,141, 170,180	23,25,43, 72,92,112 127,142, 152,172	20,25,42, 91,111,121 128,143, 171,181

1. По двум длинным прямым параллельным проводам текут в противоположных направлениях токи I₁=1 А иI₂=3 А. Расстояние между проводамиl=8 см. Найти индукцию магнитного поля в точке, находящейся на продолжении прямой, соединяющей провода на расстоянииr=2 см от первого провода. (4мкТл).

2. Определить индукцию магнитного поля двух длинных прямых параллельных токов I₁=0,2 А иI₂=0,4 А в точке, лежащей на продолжении прямой, соединяющей провода с токами , на расстоянииr=20 см от второго провода. Расстояние между проводамиl=10 см. (4,33 мкТл).

3. По двум длинным прямым параллельным проводам в одном направлении текут токи I₁=1 А иI₂=3 А. Расстояние между проводамиr=40 см. Найти индукцию магнитного поля в точке, расположенной посередине между проводами. (2 мкТл).

4. Два длинных прямых параллельных провода, по которым текут в противоположных направлениях токи I₁=0,2 А иI₂=0,4 А, находятся на расстоянииl=14 см. Найти индукцию магнитного поля в точке, расположенной на отрезке прямой, соединяющем токи, на расстоянииr=4 см от первого провода. (1,8 мкТл).

5. Определить индукцию магнитного поля двух длинных прямых параллельных одинаково направленных токов силой I=10 А в точке, расположенной на продолжении прямой, соединяющей провода с токами, на расстоянииr=10 см от второго провода. Расстояние между проводамиl=40 см. (24 мкТл).

6. По двум длинным проводам, расположенным параллельно на расстоянии l=15 см друг от друга, текут в противоположных направлениях токиI₁=10 А иI₂=5 А. Определить индукцию магнитного поля в точке, расположенной на расстоянииr=5 см от первого провода на продолжении отрезка прямой, соединяющего провода. (35 мкТл).

7. Два параллельных длинных провода, по которым текут токи силой I=2 А в противоположных направлениях, расположены на расстоянииl=15 см друг от друга. Определить индукцию магнитного поля в точке, лежащей между проводами, на расстоянииr=3 см от второго провода. (16,6 мкТл).

8. По прямому бесконечно длинному проводу течёт ток I=30 А. Определить магнитную индукцию напряжённость магнитного поля в точке, удалённой на расстояниеr=15 см от провода. (40 мкТл, 31,8 А/м).

9. По двум длинным прямым параллельным проводам текут токи одинаковой силы I=2 А в противоположных направлениях. Расстояние между проводамиl=20 см. Определить индукцию магнитного поля посередине между проводами. (8 мкТл).

10. Два длинных прямых параллельных провода, по которым текут в противоположных направлениях токи I₁=0,2 А иI=0,4 А, расположены на расстоянииl=12 см друг от друга. Определить индукцию магнитного поля в точке, лежащей посередине отрезка прямой, соединяющего провода. (2 мкТл).

11. По двум длинным прямым параллельным проводам текут в одном направлении токи I₁=2 А иI₂=3 А. Расстояние между проводамиl=12 см. Найти индукцию магнитного поля в точке, лежащей на отрезке прямой, соединяющей провода, на расстоянииr₁=2 см от первого провода. (14 мкТл).

12. На концах проволочного кольца радиусом R=20 см и сопротивлениемr=12 Ом разность потенциаловU=36, В. Определить индукцию магнитного поля в центре кольца. (0,942 мкТл).

13. На обмотке очень тонкой короткой катушки с числом витков n=5 и радиусомR=10 см течёт ток силойI=2 А. Определить индукцию магнитного поля в центре катушки. (62,8 мкТл).

14. Из проволоки длиной l=3,14 м и сопротивлениемr=2 Ом сделано кольцо. Определить индукцию магнитного поля в центре кольца, если на концах проводника создана разность потенциаловU=1 В. (0,628 мкТл).

15. Индукция В магнитного поля в центре проволочного кольца радиусом R=20 см, по которому течёт ток, равна 4 мкТл. Найти разность потенциалов на концах кольца, если сопротивление егоr=3,14 Ом. (4 В).

16. Из медной проволоки длиной l=6,28 м и площадью поперечного сеченияS=0,5 мм²сделано кольцо. Чему равна индукция магнитного поля в центре кольца, если на концах проволоки разность потенциаловU=3,4 В? (10 мкТл).

17. Проволочное кольцо сопротивлением r=5 Ом включено в цепь так, что разность потенциалов на его концахU=3 В. При этом в центре кольца индукция магнитного поляВ=3 мкТл. Чему равен радиус кольца? (12,6 см).

18. Соленоид длиной l=10 см и сопротивлениемr=30 Ом содержитN=200 витков. Определить индукцию магнитного поля на оси соленоида, если разность потенциалов на концах обмоткиU=6 В. (503 мкТл).

19. Соленоид сопротивлением r=6 Ом имеетN=1000 витков. Напряжение на концах обмоткиU=12 В. Найти длину соленоида, если индукция на его осиВ=3,78 мТл. (66,7 см).

20. По проводу соленоида течёт ток силой I=2 А. При этом внутри соленоида индукция магнитного поляВ=1,26 мТл. Определить число витков на единицу длины соленоида. (500 витков/м).

21. Соленоид намотан из проволоки сопротивлением r=32 Ом. При напряжении на концах проволокиU=3,2 В индукция внутри соленоидаВ=628 мкТл. Определить число витков соленоида на единицу длины. (5·10³виток/м).

22. Найти индукцию магнитного поля на оси соленоида, если он намотан в один слой из проволоки диаметром d=0,8 мм с сопротивлениемr=10 Ом и напряжение на концах его обмоткиU=10 В. (0,157мТл).

23. Соленоид сделан из проволоки сопротивлением r=64 Ом. При напряжении на концах проволокиU=1,6 В индукция магнитного поля внутри соленоидаВ=31,4 мкТл. Определить число витков соленоида на единицу длины. (1000 виток/м).

24. Соленоид, по которому течёт ток силой I=0,4 А, имеетN=100 витков. Найти длину соленоида, если индукция на его осиВ=1,26 мТл. (4 см).

25. Прямой провод длиной l=10 см, по которому течёт токI=10 А, находится в однородном магнитном поле с индукциейВ=40 мкТл. На провод действует силаF=20 мкН. Определить угол между направлением поля и направлением тока. (30°С).

26. В однородное магнитное поле индукцией В=50мкТл перпендикулярно линиям поля помещён провод длинойl=10 см. Найти силу, с которой поле действует на провод, если по нему течёт токI=2 А. (10 мкН).

27. На прямой провод с током I=0,1 А в однородном магнитном поле с индукциейВ=60 мТл действует силаF=2 МН. Найти длину провода, если он расположен под прямым углом к линиям поля. (33,3).

28. Прямой провод длиной l=20 см, по которому течёт токI=0,2 А, помещён в однородное магнитное поле с индукциейВ=0,12 Тл под углом α=30°С к линиям индукции. Найти силу, действующую на провод. (2,4 мН).

29. В однородное магнитное поле с индукцией В=0,04 Тл помещён прямой провод длинойl=15 см. Найти силу тока в проводе, если направление тока образует угол α =60°С с направлением поля и на провод действует силаF=10,3 мН. (2 А).

30. Прямой провод длиной l=12 см, по которому течёт токI=0,5 А, помещён в однородное магнитное поле под углом α=45 к линиям поля. Определить индукцию магнитного поля, если на провод действует силаF=4,23 мН. (0,1 Тл).

31. Два длинных прямых провода расположены параллельно на расстоянии d=20 см друг от друга. По проводам текут токиI₁=10 А,I₂=5 А. Определить силу взаимодействия проводов, приходящуюся на каждый метр длины. (50 мк/м).

32. Какой силы ток следует пропустить по двум длинным прямым параллельным проводам, чтобы между проводами действовала сила F=0,2 мН на каждый метр длины? Расстояние между проводамиd=40 см. (20 А).

33. По двум длинным прямолинейным параллельным проводам в одном направлении текут токи I₁=5 А иI₂=3 А. Расстояние между проводами r₁=10 cм. Определить силу взаимодействия, приходящуюся на единицу длины проводов. Как изменится эта сила, если провода раздвинуть на расстояниеr₂=30 см? (30 мкН/м; уменьшится в 3 раза).

34. На каком расстоянии друг от друга надо расположить два длинных прямых параллельных провода стоком силой I=1 А, чтобы они взаимодействовали с силойF=1,6 мкН на каждый метр длины? (12,5 см).

35. По двум прямым параллельным проводам длиной l=100 м, расположены на расстоянииd=80 см, текут токи одинаковой силыI=200 А. Найти силу взаимодействия проводов. (1 Н).

36. По двум длинным прямым проводам, расположенным параллельно друг другу, текут одинаковые токи. Расстояние между ними d=10 см. Определить силу тока в проводах, если она взаимодействует с силойF=0,02 Н на каждый метр длины провода. (100 А).

37. На виток с током силой I=10 А, помещённый в однородное магнитное поле с индукциейВ=20 мТл, действует вращающий моментM=10^-3Н·м. Плоскость витка параллельна силовым линиям поля. Определить площадь витка. (50 см²).

38. Очень короткая катушка содержит N=600 витков тонкого провода. Катушка имеет квадратное сечение со сторонойa=8 см. Найти магнитный момент катушки при силе токаI=1 А. (3,84 А·м²).

39. Определить максимальный вращающий момент, действующий на рамку с током силой I=8 А, помещённую в однородное магнитное поле с индукциейВ=5 мТл. Площадь рамкиS=40 см². (1,6·10^-4Н·м).

40. Определить вращающий момент, действующий на виток с током силой I=5 А, помещённый в однородное магнитное поле с индукциейВ=3 мТл, если плоскость витка составляет угол β=60°С с направлением силовых линий. Площадь виткаS=10 см².

(7,5·10^-6Н·м).

41. Рамка площадью S=6 см²помещена в однородное магнитное поле с индукциейВ=3 мТл. Определить максимальный момент, действующий на рамку, если в ней течёт ток силойI=2 А. (3,6·10^-6 Н·м).

42. Протон влетает перпендикулярно силовым линиям в однородное магнитное поле, индукция которого В=2 мТл. Скорость протонаυ=2·10⁶ м/с. Вычислить ускорение протона в магнитном поле. (3,84·10¹¹ м/с²).

43. Электрон движется по окружности со скоростью υ=2·10⁶ м/с в однородном магнитном поле с индукциейВ=2 мТл. Вычислить радиус окружности. (5,87 мм).

44. Протон влетел в однородное магнитное поле, индукция которого

В=20 мТл, перпендикулярно силовым линиям и описал дугу радиусом r=5 см. Определить импульс протона. (1,6·10^-22 кг м/с).

45. с

46. Заряженная частица движется по окружности радиуса r=2см в однородном магнитном поле с индукциейВ=12,6 мТл. Найти удельный заряд частицы, если ее скоростьv=10⁶ м/с. (3,94·10⁹ Кл/кг).

47. Протон, пройдя ускоряющую разность потенциалов U=600 В, движется параллельно прямому длинному проводу на расстоянииr=2 мм от него. Какая сила действует на электрон, если по проводу идет токI= 10 А? (5,44·10^-17 Н).

48. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов U=1 кВ, влетел в однородное магнитное поле под углом α=30°С. Найти индукцию магнитного поля, если оно действует на электрон с силойF=3·10^-18Н. (2 мкТл).

49. α-частица, имеющая скорость υ=10⁷м/с, влетает в однородное магнитное поле с индукциейB=10 мТл перпендикулярно направлению магнитного поля. Найти силу, действующую на α-частицу. (3,2·10^-15Н).

50. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов U=1 кВ, влетел в однородное магнитное поле с индукциейВ=2 мТл под углом α=45°. Определить силу, действующую на электрон. (13,4·10^-15Н).

51. Протон движется по окружности радиусом r=2 мм в однородном магнитном поле с индукциейВ=0,2 Тл. Какова кинетическая энергия протона? (1,23·10^-18Дж).

52. Круговой проволочный виток площадью S=50 см²находится в однородном магнитном поле. Магнитный поток, пронизывающий виток,Ф=10^-3Вб. Определить магнитную индукцию поля, если плоскость витка перпендикулярна направлению магнитного поля. (0,2 Тл).

53. По соленоиду, имеющему N=600 витков, идёт ток силойI=1 А. Определить магнитный поток, пронизывающий поперечное сечение соленоида, если индуктивность соленоидаL=1,5 мГн. (2,5 мкВб).

54. Плоский контур площадью S=12 см²находится в однородном магнитном поле с индукциейВ=0,04 Тл. Определить магнитный поток, пронизывающий контур, если плоскость его составляет угол β=60°с линиями поля. (41,3 мкВб).

55. В однородном магнитном поле с индукцией В=0,1 Тл находится плоская рамка площадьюS=20 см². Плоскость рамки составляет угол β=30°с линиями индукции. Найти магнитный поток , пронизывающий рамку. (10^-4 Вб).

56. Магнитный поток Ф, пронизывающий замкнутый контур, возрастает с 10^-2до 6·10^-2Вб за время Δt=0,001 с. Определить среднее значение э.д.с. индукции, возникающий в контуре. (50 В).

57. В однородном магнитном поле с индукцией В=0,2 Тл равномерно с частотойn=10 об/с. вращается рамка, площадь которойS=100 см². Определить мгновенное значение э.д.с., соответствующее углу поворота рамки φ=45°. (8,86·10^-2 В).

58. В катушке при изменении тока от 0 до 2 А за время Δt=0,1 с возникает э.д.с. самоиндукции Е=6 В. Определить индуктивность катушки. (0,3 Гн).

59. Индуктивность катушки L=10,5 Гн. Определить э.д.с. самоиндукции, если за времяt=0,1 с сила тока в катушке, равномерно изменяясь, уменьшилась с 25 А до 20 А. (525 В).

60. Соленоид индуктивностью L=40 мГн содержитN=40 витков. Чему равен магнитный поток, если сила тока, протекающего по обмотке,.I=2 А? (2·10^-5Вб).

61. Магнитный поток Ф=10^-2Вб пронизывает замкнутый контур. Определить среднее значение э.д.с. индукции, которая возникает в контуре, если магнитный поток изменится до нуля за время Δt=0,001 с. (10 В).

62. На какую длину волны будет резонировать контур, состоящий из катушки с индуктивностью L=4 мкГн и конденсатора ёмкостьюС=1 мкФ. (3,76·10³м).

63. Конденсатор ёмкостью С=1 пкФ соединён параллельно с катушкой длинойl=20 см и сечениемS=0,5 см², содержащейN=1000 витков. Сердечник немагнитный. Найти период колебанийТ. (0,111 мкс).

64. Колебательный контур состоит из катушки с индуктивностью L=10мГн и конденсатора переменной ёмкости. При какой ёмкости контур резонирует с колебаниями, имеющими частотуv=10 кГц? (0,254 мкФ).

65. Плоский конденсатор с площадью пластин S=100 см²и стеклянным диэлектриком толщинойd=1 мм соединен с катушкой самоиндукции длинойl=20 см и радиусомr=3 см, содержащейN=1000 витков. Найти период колебаний в этой цепи. (19,3 мкс).

66. Колебательный контур состоит из индуктивности L=0,01 Гн и конденсатора емкостьюС=1 мкФ. Определить частоту колебаний в контуре. (1,59 кГц).

67. На какую длину волны будет резонировать контур, содержащий индуктивность L=60 мГ и ёмкостьС=0,02 пкФ? (65,3 м).

68. Колебательный контур состоит из плоского конденсатора с площадью пластин S=50 cм², разделённых слюдой толщинойd=0,1 мм, и индуктивностиL= -10^-3Гн. Определить период колебаний в контуре. (11,1 мкс).

69. Какова должна быть ёмкость в колебательном контуре с индуктивностью L=50 мГн, чтобы частота контура была равнаv=10³Гц. (0,508 мкФ).

70. Колебательный контур, состоящий из воздушного конденсатора с площадью пластин S=50 см²каждая и катушки с индуктивностьюL=1 мкГн, резонирует на длину волны λ=20 м. Определить расстояние между пластинами конденсатора. (0,39 мм).

71. Плоский конденсатор с площадью пластин S=100 см², разделённых слоем фарфора толщинойd=0,01 мм, и индуктивность образуют колебательный контур. Частота колебаний в контуреv=10³Гц. Какова индуктивность катушки контура? (5,73 Гн).

72. Определить силу света лампы, если она на расстоянии r=1,5 м создаёт освещённостьЕ=20 лк при угле падения лучей α=60°.(90 кд).

73. Какую освещённость создаёт лампа силой света I=50 кд на расстоянииr₁=2 м иr₂=50 см при нормальном падении лучей? (12,5 лк, 200 лк).

74. На высоте h=5 м над землёй подвешены две лампы силой светаI=500 кд каждая. Расстояние между лампамиl=10 м. Определить освещённость на поверхности земли под каждой лампой. (21,8 лк).

75. На столбе высотой h=8 м подвешена лампа силой светаI=100 кд. Определить освещённость горизонтальной поверхности на расстоянииr=10 м от столба. (0,37 лк).

76. Над серединой круглого стола на высоте h₁=2 м висит лампа силой светаI=200 кд. Когда эту лампу заменили другой, подвешенной на высотеh₂=1 м над столом, освещённость середины стола увеличилась в три раза. Определить силу света новой лампы. (150 кд).

77. Источник, сила света которого I=200 кд, подвешен на мачте высотойh=5 м. На каком расстоянии от мачты освещённость горизонтальной поверхности земли будет равнаЕ=2 лк? (6,15 м).

78. Лампочка мощностью Р=50 Вт на расстоянииl=1 м при перпендикулярном падении лучей даёт освещённостьЕ=50 лк. Сколько ватт потребляет лампочка на 1 кд? Какова светоотдача лампы? (1 Вт/кд, 12,6 лм/Вт).

79. Над серединой круглого стола на высоте h=1 м висит лампа, сила света которойI=75 кд. Диаметр столаd=1,5 м. Определить освещённость на краю стола. (38 лк).

80. Солнце находится на высоте β=30°над горизонтом. Вычислить освещённость земной поверхности, если известно, что при нахождении Солнца в зените (β₀=90°) освещённость земной поверхностиЕ₀=10⁵лк. (50 клк).

81. На рабочем месте следует создать освещённость Е=75 лк. На какой высоте над рабочем месте должна быть подвешена лампа силой светаI=100 кд? (1,16 м).

82. Человек с нормальным зрением пользуется линзой с оптической силой

D=16 дптр как лупой. Какое увеличение даёт такая лупа? (4 раза).

83. Расстояние наилучшего зрения дальнозоркого человека l=50 см. Определить оптическую силу очков, способных уменьшить это расстояние до 25 см. (2 дптр).

84. Расстояние наилучшего зрения глаза близорукого человека l=15 см. Определить оптическую силу очков, способных увеличить это расстояние до 25 см (-2,7 дптр).

85. Полученное при помощи линзы изображение предмета на экране в пять раз больше предмета. Расстояние между предметом и экраном b=150 см. Определить оптическую силу линзы и её фокусное расстояние. (4,8 дптр, 21 см).

86. Определить оптическую силу объектива, дающего двадцатикратное увеличение. Расстояние от объектива до экрана s_l=10 м. (2 дптр).

87. Оптическая сила объектива проекционного фонаря 3 дптр. Определить расстояние от объектива до экрана при десятикратном увеличении. (3,7 м).

88. Главное фокусное расстояние объектива микроскопа f₁=5 мм, окуляраf₂=2 см. Расстояние от объектива до окуляра равно 16 см. Какое увеличение даёт микроскоп для нормального глаза? Дать чертёж хода лучей. (400 раз).

89. Фокусные расстояния объектива и окуляра соответственно f₁=3 мм ,f₂=3 см. Предмет находится на расстоянииs=3,1 мм от объектива и окуляра микроскопа. (30; 8,3).

90. Увеличение микроскопа β=600. Определить оптическую силу D объектива, если фокусное расстояние окуляраf₂=4 см, а длина тубуса 24 см. (400 дптр).

91. Вычислить увеличение β лупы с фокусным расстоянием f=3 см. (8,33).

92. На дифракционную решётку, имеющую 100 штрихов на миллиметр, падает нормально свет длиной волны λ=500 нм. Определить углы, под которыми расположены максимумы первого, второго и третьего порядка. (2,9°; 5,7°; 8,6°).

93. На дифракционную решётку, имеющую. 400 штрихов на 1 мм, падает нормально монохроматический свет длиной волны λ=700 нм. Определить угол отклонения лучей, соответствующих первому дифракционному максимуму. (16°).

94. Определить расстояние между штрихами дифракционной решётки, если максимум пятого порядка лучей длиной волны λ=600 нм при нормальном их падении на решётку отклонен угол φ=4°.(43 мкм).

95. Под каким углом наблюдается максимум третьего порядка , полученный с помощью дифракционной решётки, имеющей 500 штрихов на 1 см, если длина волны падающего нормально на решётку света λ=0,6 мкм? (5°).

96. Сколько штрихов на 1 см имеет дифракционная решётка, если четвёртый максимум, даваемый решёткой, при нормальном падении на неё света длиной волны λ=650 нм отклонён на угол φ=6°? (400 см^-1).

97. Дифракционная решётка, имеющая 50 штрихов на 1 мм, расположена на расстоянии L=55 см от экрана. Какова длина волны монохроматического света, падающего нормально на решётку, если первый дифракционный максимум на экране отстоит от центрального на 1,9 см? (690 нм).

98. Определить число штрихов на 1 мм дифракционной решётки, если свет длиной волны λ=600 нм нормально падает на решётку и даёт первое изображение щели на расстоянии l=3,3 см от центрального. Расстояние от решётки до экранаL=110 см.

(50 мм^-1).

99. Экран находится от решётки на расстоянии L=1,5 м. Длины волн света крайних красных и фиолетовых лучей , падающих нормально на решётку, λ_к=0,78 мкм и λ_ф=0,4 мкм. Вычислить ширину спектра первого порядка на экране, если период решёткиd=10 мкм. (5,7 см).

100. Монохроматический свет длиной волны λ=0,5 мкм падает нормально на решётку. Второй дифракционный максимум наблюдаемый на экране, смещён от центрального на угол φ=14°. Определить число штрихов на 1 мм решётки. (242 мм^-1).

101. На дифракционную решётку нормально падают лучи длиной волны λ=0,6 мкм. Третий дифракционный максимум виден под углом φ=2°. Определить постоянную решётки. (0,05 мм).

102. Луч света, идущий в стеклянном сосуде с водой отражается от поверхности стекла. При каком угле падения отражённый свет максимально поляризован? (48°).

103. На какой угловой высоте над горизонтом должно находиться Солнце, чтобы солнечный свет, отражённый от поверхности воды, был максимально поляризован? (37°).

104. Угол преломления луча в жидкости i^'=35°. Определить показатель преломления жидкости, если известно, что отражённый луч максимально поляризован. (1,43).

105. Угол преломления луча в жидкости i=37°. Определить показатель преломления жидкости, если известно, что отражённый луч максимально поляризован. (1,33).

106. Определить угол падения луча на поверхность зеркала (стекло), если отражённый луч максимально поляризован. (58°).

107. Угол поворота плоскости поляризации при прохождении через трубку с раствором сахара φ=40°. Длина трубкиd=15 см. Удельное вращение сахара [α]=66,5 град/дм на 1 г/см³концентрации. Определить концентрацию раствора. (0,4 г/см³).

108. Раствор глюкозы с концентрацией С=0,28 г/см³, налитый в стеклянную трубку длинойd=15 см, поворачивает плоскость поляризации монохроматического света, проходящего через этот раствор, на угол φ=32°. Определить удельное вращение глюкозы. (76,1 град/дм на 1 г/см³концентрации).

109. При прохождении света через трубку длиной d=20 см с сахарным раствором плоскость поляризации света поворачивается на угол φ=5°. Удельное вращение сахара [α]=0,6 рад/(дм·%). Определить концентрацию раствора. (4,2 %).

110. Определить концентрацию раствора глюкозы, если при прохождении света через трубку длиной d=20 см плоскость поляризации поворачивается на угол φ=35,5. Удельное вращение глюкозы [α]=76,1 град/дм при концентрации 1 г/см³. (0,23 г/см³).

111. При прохождении света через слой десятипроцентного сахарного раствора толщиной d₁=15 см плоскость поляризации света повернулась на угол φ₁=12,9°. В другом растворе в слое толщинойd₂=12 см плоскость поляризации повернулась на φ₂=7,2°. Найти концентрацию второго раствора. (5,62 %).

112. На какую длину волны приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно чёрного тела, имеющего температуру, равную температуре человеческого тела, т.е. t=37°С? (9,3 мкм).

113. При какой температуре энергетическая светимость абсолютно чёрного тела равна 1Вт/м²? (62,5 К).

114. Вычислить энергию, излучаемую с поверхности S=1 м²абсолютно чёрного тела при температуреT=1000 К за времяt=1 мин. (3400 кДж).

115. Максимум излучаемой энергии с поверхности пахотного поля соответствует длине волны λ₀=9,60 мкм. Определить температуру и поверхности, приняв её за абсолютно чёрное тело. (23°С).

116. Солнечные лучи приносят на 1 м²поверхности почвы энергиюW=41,9 кДж в минуту. Какова должна быть температура почвы, чтобы она излучала такое же количество энергии обратно в мировое пространство? (60°С).

117. Сколько энергии излучается в пространство ночью с площади S=1 га пахотной земли, имеющей температуруt=10°С? Какова масса этого излучения? Считать почву абсолютно чёрным телом. (130 Гдж, 1,44 мг).

118. Максимум энергии излучения абсолютно чёрного тела приходится на длину волны λ₀=460 нм. Определить мощность излучения с площадиS=10 см²поверхности этого тела. (35,4 кВт).

119. Максимум энергии излучения абсолютно чёрного тела приходится на длину волны λ₀=1 мкм. На какую длину волны он сместится, если температура тела уменьшится на ∆Т=900 К? (1,45 мкм).

120. Принимая Солнце за абсолютно чёрное тело, определить температуру его поверхности, если длина волны, на которую приходится максимум энергии излучения, λ₀=0,5 мкм. (5800 К).

121. Какой длине волны соответствует максимум излучения поверхности пахотной земли при её температуре t=27°С? Считать поверхность земли абсолютно чёрным телом. (9,7 мкм).

122. Энергия, приносимая солнечными лучами на Землю в течение года, W=5,6·10²⁴Дж. На сколько бы изменилась масса Земли за год, если бы она не излучала энергию в пространство? (6,22·10⁴т).

123. Суммарная мощность излучения Солнца N=4·10²⁶Вт. Определить массу света, излучаемого Солнцем в 1 с. (4,44·10⁹кг).

124. Определить энергию и массу фотона, длина волны которого соответствует рентгеновскому излучению λ=0,1 нм. (12,4 кэВ, 2,21·10^-29г).

125. Некоторые насекомые воспринимают электромагнитные волны порядка λ=10 мкм. Определить энергию фотона, соответствующего этой волне. (1,99·10^-20Дж).

126. Определить энергию одного фотона: а) для красного света длиной волны λ_к=700 нм, б)для зелёного света длиной волны λ₃=500 нм. (2,80·10^-19Дж, 4,00·10^-19Дж).

127. Пчела способна различать ультрафиолетовый свет, соответствующий длине волны λ=300 нм. Определить частоту колебаний этой волны. (10⁵Гц).

128. Минимальная частота воспринимаемого человеком света v=3,75·10¹⁴Гц. Найти длину волны этих лучей. (800 нм).

129. Главный максимум поглощения света у хлорофилла находится в красной (λ_к=800 нм) и синей (λ_с=420 нм) частях спектра. Определить энергию соответствующих фотонов. (2,48·10^-19Дж).

130. Максимум поглощения света α-каротином соответствует длинам волн λ₁=0,446 мкм и λ₂=0,476 мкм. Определить энергию фотонов, поглощаемых α-каротином. (4,45·10^-19Дж, 4,18·10^-19Дж).

131. Максимум поглощения фиксбилинов приходится на зелёную (λ_з=0,520 мкм) и жёлтую (λ_ж=0,580 мкм) части спектров. Определить энергию квантов, соответствующих этим длинам волн. (3,70·10^-19Дж, 3,37·10^-19).

132. Работа выходов электронов с поверхности цезия А=1,89 эВ. С какой скоростью вылетают электроны из цезия, если металл освещен жёлтым светом длиной волны λ=0,589 мкм? (272 км/с).

133. Какова должна быть длина волны ультрафиолетовых лучей, падающих на поверхность некоторого металла, чтобы скорость фотоэлектронов υ=10⁴км/с? Работой выхода пренебречь. (4,36 нм).

134. Работа выхода для натрия А=2,27 эВ. Найти красную границу для натрия. (560 нм).

135. Какова кинетическая энергия и скорость фотоэлектрона, вылетевшего из натрия при облучении его ультрафиолетовыми лучами длиной волны λ=200 нм? Работа выхода электрона из натрия А=2,5 эВ. (5,9·10^-19Дж, 1,14·10³км/с).

136. Определить работу выхода с поверхности рубидия, красная граница которого λ=810 нм. (1,53 эВ).

137. На металл падают лучи длиной волны λ=437 нм. Определить максимальную скорость фотоэлектронов. Работой выхода пренебречь. (10⁶м/с).

138. Какова наибольшая длина волны света, под действием которой возможно получить фотоэффект с поверхности вольфрама, если работа выхода для вольфрама А=4,5 эВ? (270 нм).

139. Определить красную границу фотоэффекта для платины, если для неё работа выхода электрона А=6,3 эВ. (196 нм).

140. Пластина никеля, для которого работа выхода электрона А=5 эВ, освещена ультрафиолетовыми лучами λ=200 нм. Определить максимальную скорость фотоэлектронов. (6,5·10⁵м/с).

141. Будет ли иметь место фотоэффект при освещении светом длиной волны λ=500 нм металла, имеющего работу выхода А=2 эВ? (будет).

142. Световой поток, плотность которого ω=600 Вт/м², нормально падает на зачернённую поверхность. Определить давление света на эту поверхность. (2 мкПа).

143. Вычислить силу давления света на стенки электрической лампы мощностью излучения N=100 Вт. Коэффициент отражения принять равным нулю. (0,333 мкН).

144. Свет, падая на зеркальную поверхность, оказывает давление p=10 мкПа. Определить плотность потока излучения. (1,5 кВт/м²).

145. Вычислить давление солнечных лучей, падающих нормально на зачернённую поверхность. Солнечная постоянная С=1,39 кДж/(м²∙с). (4,63 мкПа).

146. Какова частота электромагнитной волны, излучаемой атомом водорода при переходе электрона с четвёртого энергетического уровня на третий? (1,6∙10¹⁴Гц).

147. Параллельный пучок лучей падает нормально на зачернённую поверхность и производит на неё давление p=0,3 мкПа. Определить плотность потока излучения. (90 Вт/м²).

148. Вычислить энергию, которую поглощает атом водорода при переходе электрона со второго энергетического уровня на пятый. (2,8 эВ).

149. Электрон в атоме водорода перешёл с четвёртого энергетического уровня на второй. Определить длину волны испускаемого фотона. (0,486 мкм).

150. Какую энергию следует сообщить атому водорода, чтобы перевести электрон со второго энергетического уровня на шестой? (3,03 эВ).

151. При переходе электрона внутри атома водорода с одного энергетического уровня на другой излучается квант света с энергией ε=1,89 эВ. Определите длину волны излучения. (657 нм).

152. Период полураспада лития Т=12 лет. Определить постоянную распада. (1,82·10^-9с^-1).

153. Период полураспада йода Т=8 сут. Определить его постоянную распада. (10^-6с^-1).

154. Сколько энергии выделится при делении урана массойm=1 г, если при делении одного ядра выделяется энергия 200 МэВ? (81,9·10³МДж).

155. Постоянная радиоактивного элементаλ=1,15·10^-3с^-1Определить период полураспада этого элемента. (600 с).

156. Вычислить мощность ядерного реактора, в котором за время t=1 ч расходуется уранмассойm=1 г, если при делении одного ядра урана выделяется энергия 200 МэВ. (23,0 МВт).

157. Вычислить мощность атомной электростанции, расходующей m=0,1 кг ураназа сутки , если к.п.д. станции η=16%. (15 МВт).

158. Вычислить мощность атомной электростанции, если за время t=1 сут он расходует уранмассойm=0,5 кг. К.п.д. станции η=22 %. Считать, что при делении одного ряда урана выделяется 200 МэВ. (100 МВт).

159. При делении одного ядра урана на два осколка в ядерном реакторе выделяется энергия 200 МэВ. Сколько энергии выделится при делении всех ядер, содержащихся в препарате урана массойm=20кг? (1,64·10⁸МДж).

160. Период полураспада радия T=10^-3c. Определить постоянную распада λ этого элемента. (690 с^-1).

161. Сколько энергии освободится при соединении одного протона и двух нейтронов в атомное ядро? (8,49 МэВ).

162. Вычислить дефект массы и энергию связи ядра дейтерия. (0,00240 а.е.м., 2,23 МэВ).

163. Найти удельную энергию связи, т.е. энергию, приходящуюся на один нуклон, ядра углерода. (7,84 МэВ/нукл).

164. Вычислить удельную энергию связи, т.е. энергию, приходящуюся на один нуклон ядра . (2,57 МэВ).

165. Определить дефект массы и энергию связи ядра трития . (0,00912 а.е.м., 8,49 МэВ).

166. Сколько энергии необходимо затратить для того, чтобы ядро гелия разделить на нуклоны? (28,2 МэВ).

167. Определить энергию, выделившуюся при образовании гелия массойm=1 г из протонов и нейтронов. (6,83·10⁵МДж).

168. Сколько энергии выделится при образовании одного ядра гелия из протонов и нейтронов? (28,2 МэВ).

169. Определить энергию, необходимую для того, чтобы ядро разделить на нуклоны. (39,3 МэВ).

170. Ядро какого атома состоит из одного протона и одного нейтрона? Определить энергию связи этого ядра. (2,22 МэВ).

171. Ядро какого элемента состоит из трёх протонов и трёх нейтронов? Определить энергию связи этого ядра. (32 МэВ).

172. Подтвердите расчётом, что при ядерной реакции поглощается энергия 4,3 МэВ.

173. Вычислить энергию ядерной реакции . Выделяется или поглощается эта энергия? (-1,56 МэВ, поглощается).

174. Сколько энергии поглощается при ядерной реакции ? (2,79 МэВ).

175. Сколько энергии выделится при ядерной реакции? (4,37 МэВ).

176. Вычислить энергию ядерной реакции . Выделяется или поглощается эта энергия? (0,624 МэВ, выделяется).

177. Ядро изотопа кобальта выбросило отрицательно заряженную β-частицу. В какое ядро превратилось ядро кобальта? Написать реакцию и вычислить энергию связи ядра нового элемента. (, 30,7 МэВ).

178. Ядро изотопа фосфора выбросило отрицательно заряженную β-частицу. В какое ядро превратилось ядро фосфора? Написать реакцию и вычислить дефект массы нового ядра. (, 0,236 а.е.м.).

179. Подтвердите расчётом, что при ядерной реакции выделяется энергия ε=5,02 МэВ.

180. Вычислить энергию термоядерной реакции . (3,26 МэВ).

181. Вычислить энергию термоядерной реакции . (17,6 МэВ).