Примеры решения задач
Пример1:
На трех столбах , расположенных на прямой на расстоянии l=20м один от другого, подвешены на высоте h=4м над уровнем земли электролампы, потребляющие мощность N0=1кВт каждая. Найти освещенность в точке земли под первым столбом, если световой поток каждой лампы Ф=15000лм. Какую долю в процентах освещенности земли от лампы на первом столбе составляет освещенность от лампы на второй и третьем столбах?
Освещенность в точке на земле под первым столбом от лампы, подвешенной на этом столбе (см. рис.),
E1=I/h2,
То же – от лампы на среднем и третьем столбах:
,
.
Полная освещенность под крайним столбом
.
Так как I=Ф/4p, то
Доли освещенности земли от лампы на втором и третьем столбах будут:
,
Пример 2:
Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны l=0,6мкм, падающим нормально. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено жидкостью, и наблюдение ведется в проходящем свете. Радиус кривизны линзы R=4м. Определить показатель преломления жидкости, если радиус второго светлого кольца r=1,8мм.
Дано:
l=0,6мкм=6×10-7м
R=4м
m=2
r=1,8мм=1,8×10-3м
n-?
Решение:
,
,
D=2dn,
n=
,
max D=ml, 2dn=ml,
n=
,
.
Пример 3:
Угловая дисперсия дифракционной решетки для l=500нм в спектре второго порядка равна 4,08×105рад/м. Определить постоянную дифракционной решетки.
Дано:
l=500нм=0,5×10-6м
m=2
Dj=4,08×105рад/м
d-?
Решение:
Dj=
,
,
dsinj=ml,
,
,
j=arctg(lDj),
d=
Пример 4.
Температура вольфрамовой спирали 25-ваттной электролампочки 2000 К. Отношение ее энергетической светимости к энергетической светимости абсолютно черного тела при данной температуре 0,3. Найти площадь излучающей поверхности спирали.
Дано:
Фе=25 Вт
Т=2000 К
=0,3
s-?
Решение:
Поток энергии, излучаемый спиралью, равен произведению ее энергетической светимости на площадь поверхности:
Энергетическая светимость серого тела:
,
где
s
- постоянная
Стефана-Больцмана.
Находим площадь поверхности:
Пример 5.
Найти
удельную активность изотопа стронция
Удельная активность радиоактивного изотопа определяется числом актов распада в единицу времени на единицу массы вещества:
(1)
,
где А – активность элемента (число распадов в единицу времени):
,
здесь
l
- постоянная
радиоактивного распада, N – число
нераспавшихся ядер.
Если
учесть, что
,
,
где
Т1.2
– период
полураспада, формула (1) примет вид:
..
Определяя
m
и
Т1/2
из
таблиц, находим удельную активность а:
Пример 6.
В опыте Столетова заряженная отрицательная цинковая пластинка облучалась светом от вольфрамовой дуги. До какого максимального потенциала зарядится цинковая пластинка, если она будет облучаться монохроматическим светом с длиной волны l=324 нм. Работа выхода электронов из цинка 3,74 эВ.
Дано:
l=324 нм=324x10-9м
Авых=3,74эВ=6x10-19 Дж
j - ?
Согласно формуле Эйнштейна максимальная кинетическая энергия вылетевших фотоэлектронов равна разности энергии фотона и работы выхода:
Вылет электронов прекратится, когда потенциальная энергия электрона в задерживающем поле станет равной его кинетической энергии:
;
откуда
с учетом
