- •Методические указания к решению задач по курсу физики (часть 3)
- •Методические указания к решению задач
- •Пример решения задачи.
- •Геометрическая оптика.
- •Пример решения задачи.
- •1) Из закона преломления sinε1/sinε2 имеем
- •Из рисунка, следует, что угол падения ε2 на вторую грань призмы равен
- •Так как , то . Теперь найдем углы γ и γ':
- •12. Фокусное расстояние f вогнутого зеркала равно 15 см. Зеркало дает действительное изображение предмета, уменьшенное в три раза. Определить расстояние а от предмета до зеркала
- •18. Из стекла требуется изготовить плосковыпуклую линзу, оптическая сила d которой равна 5дптр. Определить радиус r кривизны выпуклой поверхности линзы.
- •19. Двояковыпуклая линза имеет одинаковые радиусы кривизны поверхностей. При каком радиусе кривизны r поверхностей линзы главное фокусное расстояние f ее будет равно 20 см?
- •20. Главное фокусное расстояние f собирающей линзы в воздухе равно 10 см. Определить, чему оно равно: 1) в воде; 2) в коричном масле.
- •2. Интерференция света.
- •Пример решения задачи.
- •Задачи.
- •16. Найти расстояние между двадцатым и двадцать первым кольцами Ньютона, наблюдаемым в отражённом свете, если второе и третье кольца отстоят друг от друга на 1 мм.
- •19. Расстояние от щелей до экрана в опыте Юнга равно 1м. Определить расстояние между щелями, если на отрезке длиной 1 см укладывается 100 тёмных интерференционных полос. Длина волны 0,7 мкм.
- •29. Найти расстояние между двадцатым и двадцать превым кольцами Ньютона, наблюдаемыми в отраженном свете, если второе и третье кольца отстоят друг от друга на 1 мм.
- •33. Во сколько раз увеличится расстояние между соседними интерферен-ционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр заменить красным?
- •3.Дифракция света.
- •Пример решения задачи.
- •Задачи.
- •4.Поляризация света.
- •Пример решения задачи.
- •Задачи.
- •3. На сколько процентов уменьшится интенсивность света после прохож-дения через призму Николя, если потери света составляют 10%.
- •5. Угол падения i1 луча на поверхность стекла равен 600. При этом отраженный пучок света оказался максимально поляризованным. Опре-делить угол i2 преломления луча.
- •5. Фотометрия.
- •Пример решения задачи.
- •Задачи.
- •2. Норма минимальной освещенности для содержания птиц
- •6.Фотоэффект. Давление света . Фотоны. Эффект Комптона.
- •Пример решения задачи.
- •2. Кинетическая энергия электрона отдачи, как это следует из закона сохранения энергии, равна разности между энергией ε падающего фотона и энергией ε' рассеянного фотона:
- •Задачи.
- •2. Определить энергию ε, массу m и импульс р фотона с длиной волны 1,24 нм.
- •8. Параллельный пучок монохроматического света с длиной волны 0,663 мкм падает на зачернённую поверхность и производит на нее давление 0,3 мкПа. Определить концентрацию n фотонов в световом пучке.
- •10. На поверхность калия падает свет с длиной волны 150 нм. Опреде-лить максимальную кинетическую энергию Тmax фотоэлектронов.
- •16. На металл падает рентгеновское излучение с длиной волны 1 нм. Пренебрегая работой выхода, определить максимальную скорость υmax фотоэлектронов.
- •20. Определить максимальное изменение длины волны (∆λ)max при ком-птоновском рассеивании света на свободных электронная и свободных протонах.
- •33. Красная граница фотоэффекта для цезия 620 нм. Определить кинети-ческую энергию т фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цезий падают лучи с длиной волны 200 нм.
- •34. На поверхность 100 см2 ежеминутно падает 10 Дж световой энергии. Найти световое давление, если поверхность: 1) полностью отражает все лучи; 2) при коэффициенте отражения света 0,50.
- •36. Какова наибольшая длина вольны λкр света, под действием которого можно получить фотоэффект с поверхности натрия? Работа выхода для натрия 2,5 эв.
- •44. Определить в электрон- вольтах энергию ε фотона, которому соответствует длина волны равная 3800 а (фиолетовая граница видимого спектра).
- •65. Задерживающее напряжение для платинового катода составляет 3,7 в. При тех же условиях для другого катода задерживающее напряжение равно 5,3 в. Определить работу выхода электронов из этого катода.
- •70. Электрическая лампа расходует на излучение мощность 45 Вт. Опре-делить давление света на зеркало, расположенное на расстояние 1 м от лампы нормально к падающим лучам.
- •72. Температура в центре Солнца порядка 1,3 ∙ 107 к. Найти равновесное давление теплового излучения, считая его изотропным.
- •7. Тепловое излучение.
- •Пример решения задачи.
- •Задачи.
- •5. Абсолютно черное тело имело температуру 6000 к. При остывании тела температура стала равна 1000 к. Во сколько раз уменьшилась максимальная испускательная способность?
- •24. Определить температуру т и энергетическую светимость (излуча-тельность) Re абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения приходится на длину волны 600 нм.
- •Вопросы к модулю №1.
- •Примерный билет к модулю №1 по теме: «Волновая и квантовая оптика».
- •8. Волны де Бройля.
- •Пример решения задачи.
- •Задачи.
- •8. Вычислить длину волны де Бройля λ для протона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов u, равную : 1) 1 мв; 2) 1 гв.
- •12. Кинетическая энергия т электрона равна удвоенному значению его энергии покоя (2m0c2). Вычислить длину волны де Бройля λ для такого электрона.
- •9. Строение атома.
- •Пример решения задачи.
- •Задачи.
- •10. Соотношение неопределенностей. Уравнение Шредингера.
- •Простейшие случаи движения микрочастиц.
- •Пример решения задачи.
- •Задачи.
- •24. Определить относительную неопределенность ∆р/р импульса движу-щейся частицы, если допустить, что неопределенность ее координаты равна длине волны де Бройля.
- •26. Частица находится в потенциальном ящике в основном состоянии. Какова вероятность обнаружения частицы: в средней трети ящика; в крайней трети ящика.
- •11. Радиоактивность.
- •Пример решения задачи.
- •Задачи.
- •1 2. Из каждого миллиона атомов радиоактивного изотопа каждую секунду распадается 200 атомов. Определить период полураспада изотопа.
- •28. Период полураспада т½ радиоактивного нуклида равен 1 ч. Опреде-лить среднюю продолжительность τ жизни этого нуклида.
- •29. Определить число n атомов, распадающихся в радиоактивном изотопе за время 10 с, если его активность 105 Бк. Считать активность постоянной в течение указанного времени.
- •12. Энергия ядерной реакции. Строение ядра.
- •Пример решения задачи.
- •Задачи.
- •Вопросы к модулю №2.
- •Задача 2
- •Задача №3
- •Задача 4
- •Задача 5
- •Задача 6
- •Задача 7
- •Задача 8.
- •Задача 9.
- •Задача 10.
- •Работы выхода Авых электронов из различных металлов (эВ)
- •Латинский алфавит.
- •Греческий алфавит.
- •Cодержание:
44. Определить в электрон- вольтах энергию ε фотона, которому соответствует длина волны равная 3800 а (фиолетовая граница видимого спектра).
45. На поверхность площадью S= 100 см2 ежеминутно падает Е =63 дж световой энергии. Найти величину светового давления р в случае:
а) поверхность полностью отражает все лучи,
б) полностью поглощает в падающие на неё лучи.
46. Поток энергии, излучаемой электрической лампочкой имеет мощ-ность N=600 вт. На расстоянии r= 1 м от лампы перпендикулярно к падающим лучам расположено круглое плоское зеркальце диаметром 2 см. Определить силу светового давления на зеркальце. Лампочку рассматривать как точечный изотопный излучатель.
47. Параллельный пучок монохроматических лучей длиной волны 662 нм падает на зачернённую поверхность и производит на нее давление 0,3 мкн/м2. Определить концентрацию фотонов в световом пучке.
48. На поверхность площадью 40см2 ежеминутно падает нормально 50 дж световой энергии. Определить световое давление р, когда поверх-ность полностью отражает лучи.
49. Определить световое давление р, когда поверхность полностью поглощает лучи. Данные взять из задачи 48.
50. Определить световое давление р, когда коэффициент отражения поверхности равен 0,20 (смотри данные задачи 48).
51. Определить световое давление р на черную поверхность 8 см2, если на нее падает световой поток мощностью 1,6 Вт.
52. Определить световое давление р на зеркальную поверхность пло-щадью 10 см2, если на нее падает световой поток мощностью 1 Вт.
53. Фотон, которому соответствует световая волна длиной 320 нм, вы-рывает с поверхности лития фотоэлектрон, максимальный импульс которого 6,03 · 10 -25 кг · м/с. Определить работу выхода электрона.
54. Определить коэффициент отражения поверхности, если при энерги-тической освещенности 120 Вт · м2 давление света на нее оказалось равныи 0,5 мкПа.
55. Электрическая лампа расходует на излучение мощность 45 Вт. Определить давление света на зеркало, расположенное на расстоянии 1 м от лампы нормально к падающим лучам.
56. Определить какую максимальную скорость могут получить вырван-ные из калия электроны при облучении его светом с длиной волны 0,4 мкм. Работа выхода электронов 3,2 · 10 -19 Дж.
57. Изолированная металлическая пластина освещается светом с длиной волны 450 нм. Работа выхода электронов из металла 2 эВ. До какого потенциала зарядится пластинка при непрерывном действии света?
58. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла соответствует длине волны 275 нм. Чему равно минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект?
59. Определить задержавшуюся разность потенциалов для фотоэлектро-нов, вырываемых с поверхности калия (А = 2,0 эВ ) при его освещении светом длиной волны 330 нм.
60. Определить энергию фотонов, вызвавших фотоэффект, если макси-мальная энергия электронов, испускаемых из цезия, равна 20 эВ, а работа выхода электронов из цезия составляет 1,8 эВ.
61. Задерживающее напряжение, при котором ток через фотоэлемент прекращается равно 1,2 В. Определить красную границу фотоэффекта, если фотоэлемент освещается фиолетовым светом λ = 0,4 мкм.
62. Будет ли иметь место фотоэффект, если на серебро направить ультро-фиолетовые лучи с длиной волны λ = 300 нм? Работа выхода для серебра 7,5 ∙ 10-19 Дж.
63. На слой калия в фотоэлементе падают ультрофиолетовые лучи с длиной волны λ = 240 нм. Чтобы прекратить эмиссию электронов, нужна задерживающая разность потенциалов не менее 3 В. Определить работу выхода в электрон-вольтах.
64. Плоский алюминиевый электрон освещается светом с длиной волны 83 нм. На какое максимальное расстояние от электрода может удалиться фотоэлектрон, если вне электрода существует задерживающее поле напряженностью 7,5 В/см? Красная граница фотоэфорента для алкоши-ния λ0 = 332 нм.