Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
501. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны λ = 0,6 мкм, падающим нормально. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено жидкостью, и наблюдение ведется в проходящем свете. Радиус кривизны линзы R = 4 м. Определить показатель преломления п жидкости, если радиус второго светлого кольца r2= 1,8 мм.
502. На мыльную пленку с показателем преломления п = 1,3, находящуюся в воздухе, падает нормально пучок лучей белого света. При какой наименьшей толщине dmin пленки отраженный свет с длиной волны λ = 0,55 мкм окажется максимально усиленным в результате интерференции?
503. На тонкий стеклянный клин, показатель преломления которого п = 1,55, падает нормально монохроматический свет. Двугранный угол θ между поверхностями клина равен 2'. Определить длину световой волны λ, если расстояние b между смежными интерференционными максимумами в отраженном свете равно 0,3 мм.
504. Расстояние L от щелей до экрана в опыте Юнга равно 1 м. Определить расстояние d между щелями, если на отрезке длиной l = 1 см укладывается N= 10 темных интерференционных полос. Длина волны λ =0,7 мкм.
505. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны λ = 500 нм, падающим по нормали к поверхности пластинки. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено водой. Найти толщину d слоя воды между линзой и пластинкой в том месте, где в отраженном свете наблюдается третье светлое кольцо.
506. Пучок монохроматических световых волн с длиной волны λ = 0,6 мкм падает под углом ε1 = 30° на находящуюся в воздухе мыльную пленку с показателем преломления п = 1,3. При какой наименьшей толщине dmin пленки отраженные световые волны будут максимально ослаблены в результате интерференции?
507. Между двумя плоскопараллельными пластинками положили очень тонкую проволочку, расположенную параллельно линии соприкосновения пластинок и находящуюся на расстоянии L = 75 мм от нее. На образовавшийся воздушный клин нормально к его поверхности падает монохроматический свет с длиной волны λ =
= 0,5 мкм. В отраженном свете на верхней пластинке видны интерференционные полосы. Определить диаметр d проволочки, если на протяжении l = 30 мм насчитывается N=16 светлых полос.
508. В опыте Юнга на пути одного из интерферирующих лучей помещалась перпендикулярно этому лучу тонкая стеклянная пластинка с показателем преломления п = 1,5, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занимаемое пятой светлой полосой (не считая центральной). Длина волны падающего света λ = 0,5 мкм. Определить толщину d пластинки.
509. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим нормально. Расстояние ∆r2,1 между вторым и первым темным кольцами Ньютона в отраженном свете равно 1 мм. Определить расстояние ∆r10,9 между десятым и девятым кольцами.
510. На толстую стеклянную пластинку нанесен тонкий слой прозрачного вещества с показателем преломления п = 1,3. Пластинка освещена параллельным пучком монохроматического света с длиной волны λ = 640 нм, падающим на пластинку нормально. Какую минимальную толщину dmin должен иметь слой, чтобы отраженный пучок имел наименьшую яркость?
511. На диафрагму с круглым отверстием диаметром d = 4 мм падает анормально параллельный пучок лучей монохроматического света с длиной волны λ = 0,5 мкм. Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстоянии b = 1 м от него. Сколько зон k Френеля укладывается в отверстии? Темное или светлое пятно получится в центре дифракционной картины, если в месте наблюдений поместить экран?
512. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет. Определить угол φ1 дифракции для линии с длиной волны λ1 = 0,55 мкм в спектре четвертого порядка, если угол φ2 дифракции для линии с длиной волны λ2 = 0,6 мкм в спектре третьего порядка составляет 30°.
513. На узкую щель падает нормально монохроматический свет. Угол φ отклонения пучков света, соответствующих второй светлой дифракционной полосе, равен 1°. Скольким длинам волн λ падающего света равна ширина а щели?
514. На дифракционную решетку, содержащую п = 400 штрихов на 1 мм, падает нормально монохроматический свет с длиной волны λ = 0,6 мкм. Найти общее число N дифракционных максимумов, которые дает эта решетка. Определить угол φ дифракции, соответствующий последнему максимуму.
515. На дифракционную решетку, содержащую n = 500 штрихов на 1 мм, падает в направлении нормали к ее поверхности белый свет. Спектр проецируется, помещенной вблизи решетки линзой на экран. Определить ширину b спектра первого порядка на экране, если расстояние L линзы до экрана равно 3 м. Границы видимости спектра
λкр = 760 нм, λф = 380 нм.
516. Какой наименьшей разрешающей силой R должна обладать дифракционная решетка, чтобы с ее помощью можно было разрешить две спектральные линии калия с длинами волн λ1 = 578 нм и λ2 = 580 нм? Какое наименьшее число N штрихов должна иметь эта решетка, чтобы разрешение было возможно в спектре второго порядка?
517. Точечный источник света с длиной волны λ = 0,5 мкм расположен на расстоянии а = 1 м перед диафрагмой с круглым отверстием диаметра d = 2 мм. Определить расстояние b от диафрагмы до точки наблюдения, если отверстие открывает k = 3 зоны Френеля.
518. На дифракционную решетку падает нормально монохроматический свет с длиной волны λ = 410 нм. Угол ∆φ между направлениями на максимумы первого и второго порядков равен 2° 21'. Определить число п штрихов на единицу длины дифракционной решетки.
519. На грань кристалла каменной соли падает параллельный пучок рентгеновского излучения с длиной волны λ = 147 пм. Определить расстояние
d между атомными плоскостями кристалла, если дифракционный максимум
второго порядка наблюдается, когда излучение падает под углом ζ = 31° 30' к поверхности кристалла.
520. На дифракционную решетку с периодом d = 10 мкм под углом α = 30° падает монохроматический свет с длиной волны λ = 600 нм. Определить угол φ дифракции, соответствующий второму главному максимуму.
521. Определить степень поляризации Р частично поляризованного света, если амплитуда Imax светового вектора, соответствующая максимальной интенсивности света, в п = 3 раза больше амплитуды Imin, соответствующей его минимальной интенсивности.
522. Угол α между плоскостями пропускания поляризаторов равен 50°.
Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в п = 8 раз. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент k поглощения света в поляроидах.
523. Угол Брюстера εв при падении света из воздуха на кристалл каменной соли равен 57°. Определить скорость света υ в этом кристалле.
524. Раствор глюкозы с массовой концентрацией C1 = 280 кг/м3, содержащийся в стеклянной трубке, поворачивает плоскость поляризации монохроматического света, проходящего через этот раствор, на угол φ1 = 32°. Определить массовую концентрацию C2 глюкозы в другом растворе, налитом в трубку такой же длины, если он поворачи –
вает плоскость поляризации на угол φ2 = 24°.
525. Определить наименьшую толщину dmin кварцевой пластинки в четверть волны для λ = 530 нм, если разность показателей преломления необыкновенного и обыкновенного лучей для данной длины волнй пe – n о = 0,01.
Указание. Пластинкой в четверть волны называется кристаллическая пластинка, вырезанная параллельно оптической оси, при прохождении через которую в направлении, перпендикулярном оптической оси, обыкновенный и необыкновенный лучи, не изменяя своего направления, приобретают разность хода, равную λ/4.
526. Плоскополяризованный монохроматический свет, прошедший через поляроид, оказывается полностью погашенным. Если же на пути света поместить кварцевую пластинку, то интенсивность I прошедшего через поляроид света уменьшается в п = 3 раза по сравнению с интенсивностью Iо света, падающего на поляроид. Принимая удельное вращение в кварце α = 0,52 рад/мм и пренебрегая потерями света, определить минимальную толщину dmin кварцевой пластинки.
527. Степень поляризации Р частично поляризованного света составляет 0,75. Определить отношение максимальной интенсивности Imax света, пропускаемого анализатором, к минимальной Imin.
528. Пластинка кварца толщиной d1 = 2 мм, вырезанная перпендикулярно оптической оси кристалла, поворачивает плоскость поляризации монохроматического света определенной длины волны на угол φ1 = 30°. Определить толщину d2 кварцевой пластинки, помещенной между параллельными николями, чтобы данный монохроматический свет гасился полностью.
529. Предельный угол ε'o полного внутреннего отражения пучка света на границе жидкости с воздухом равен 43°. Определить угол Брюстера εв для падения луча из воздуха на поверхность этой жидкости.
530. Во сколько раз ослабляется интенсивность I света, проходящего через два николя, плоскости пропускания которых образуют угол α = 30°, если в каждом из николей в отдельности теряется k = 10 % интенсивности падающего на него света?
531. Коэффициент поглощения некоторого вещества для монохроматического света определенной длины волны α = 0,1 см‾1. Определить толщину х слоя вещества, которая необходима для ослабления света в k = 2 раза. Потери на отражение света не учитывать.
532. Луч света падает на грань стеклянной призмы перпендикулярно ее поверхности и выходит из противоположной грани, отклонившись на угол σ = 25° от первоначального направления. Определить преломляющий угол θ призмы.
533. Показатель преломления п воды при t = 20°С для света с длинами волн 670,8; 656,3 и 643,8 нм равен соответственно 1,3308; 1,3311 и 1,3314. Вычислить отношение фазовой υ к групповой и скорости света вблизи длины волны λ = 656,3 нм.
534. Во сколько раз интенсивность I1 молекулярного рассеяния синего света, длина волны которого λ1 = 460 нм, превосходит интенсивность I2; рассеяния красного света с длиной волны λ2 = 650 нм?
535. Свет падает нормально поочередно на две пластинки, изготовленные из одного и того же вещества, имеющие соответственно толщины х1 = 5 мм и х2 = 10 мм. Определить коэффициент поглощения а этого вещества, если интенсивность прошедшего света через первую пластинку составляет I1 = 82 %, а через вторую – I2 =
= 67 %.
536. На стеклянную призму с преломляющим углом θ = 60° падает луч света. Определить показатель преломления п стекла, если при симметричном ходе луча в призме угол отклонения σ = 40°.
537. Показатель преломления п сильвина для света с длинами волн 303,4; 214,4 и 185,2 нм равен соответственно 1,5440; 1,6618 и 1,8270. Вычислить фазовую υ и
групповую и скорости света вблизи длины волны λ = 214,4 нм.
538. При прохождении монохроматического света через слой вещества толщиной
l = 15 см его интенсивность I убывает в п =4 раза. Определить коэффициент рассеяния k', если коэффициент истинного поглощения k = 0,025 см‾1.
539. Плоская монохроматическая световая волна распространяется в некоторой среде. Коэффициент поглощения среды для данной длины волны α = 1,2 м‾1. Определить, на сколько процентов уменьшится интенсивность I света при прохождении данной волной пути х = 10 мм.
540. На грань стеклянной призмы с преломляющим углом θ = 60° падает луч света перпендикулярно ее поверхности. Определить угол отклонения σ луча от первоначального направления, если показатель преломления и стекла призмы равен 1,41.
541. Абсолютно черное тело имеет температуру Т1 = 500 К. Какова будет температура Т2 тела, если в результате нагревания поток Ф, излучения увеличится в n =
= 5 раз?
542. Максимальная спектральная плотность энергетической светимости (R λ , T)max абсолютно черного тела равна 4,16·1011 (Вт/м2 )/м. На какую длину волны λm она приходится?
543. Муфельная печь потребляет мощность Р = 1 кВт. Температура Т ее внутренней поверхности при открытом отверстии площадью S = 25 см2 равна 1,2 кК. Считая, что отверстие печи излучает как абсолютно черное тело, определить, какая часть w мощности рассеивается стенками.
544. Абсолютно черное тело имеет температуру Т1 = 3 кК. При остывании тела длина волны λm, соответствующая максимальной спектральной плотности энергетической светимости (R λ , T)max, изменилась на Δk = 8 мкм. Определить температуру Т2, до которой тело охладилось.
545. Определить поглощательную способность а T тантала, для которого температура, измеренная радиационным пирометром. Tрад = 1768 К, тогда как истинная температура Т равна 2500 К.
546. При увеличении термодинамической температуры Т абсолютно черного тела в п = 2 раза длина волны λ, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости (R λ , T)max, уменьшилась на Δλ = 400 нм. Определить начальную T1 и конечную Т2 температуры тела.
547. Во сколько раз надо увеличить термодинамическую температуру Т абсолютно черного тела, чтобы его энергетическая светимость R e возросла в п = 2 раза?
548. Определить, как и во сколько раз изменится мощность Р излучения абсолютно черного тела, если длина волны λm, соответствующая максимальной спектральной плотности энергетической светимости (R λ , T)max, сместилась с λ1 = 720 нм до λ2 = 400 нм.
549. Мощность Р излучения шара радиусом R = 10 см при некоторой постоянной температуре равна 1 кВт. Найти эту температуру Т, считая шар серым телом с коэффициентом теплового излучения εT = 0,25.
550. Вычислить истинную температуру Т никелевой раскаленной ленты, если радиационный пирометр показывает температуру Tрад = 742 К. Принять, что поглощательная способность для никеля не зависит от частоты излучения и равна
аT = 0,06.
551. На пластину падает монохроматический свет с длиной волны λ = 0,42 мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов U= 0,95 В. Определить работу А выхода электронов с поверхности пластины.
552. Какая доля w энергии фотона израсходована на работу выхода фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта λо = 307 нм и максимальная кинетическая Тmах энергия фотоэлектрона равна 1 эВ?
553. Фотоны с энергией ε = 5 эВ вырывают фотоэлектроны с поверхности серебра. Определить максимальный импульс р т ax, передаваемый поверхности этого металла при вылете каждого электрона.
554. Определить максимальную скорость V max фотоэлектронов, вылетающих из металла под действием γ – излучения с длиной волны λ = 3 пм.
555. Для прекращения фотоэффекта, вызванного облучением ультрафиолетовым светом платиновой пластинки, нужно приложить задерживающую разность потенциалов U1 = 3,7 В. Если платиновую пластинку заменить другой пластинкой, то задерживающую разность потенциалов U2 придется увеличить до 6 В. Определить работу А2 выхода электронов с поверхности этой пластинки.
556. Определить, до какого потенциала U зарядится уединенный серебряный шарик при облучении его ультрафиолетовым светом длиной волны λ = 2.08 нм.
557. На поверхность металла падает монохроматический свет с длиной волны λ =
= 0,1 мкм. Красная граница фотоэффекта λо = 0,3 мкм. Какая доля w энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии?
558. Фотон с энергией ε = 10 эВ падает на серебряную пластину и вызывает фотоэффект. Определить суммарный импульс р, полученный пластиной, если принять, что направления движения фотона и фотоэлектрона лежат на одной прямой, перпендикулярной поверхности пластины.
559. Определить максимальную скорость Vmax фотоэлектронов, вылетающих из металла при облучении γ-фотонами с энергией ε =. 1,53 МэВ.
560. Красная граница фотоэффекта для цинка λо = 310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию Тmах фотоэлектронов (в электрон-вольтах), если на цинк падает свет с длиной волны λ = 200 нм.
561. Фотон с энергией ε = 0,25 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определить кинетическую энергию T электрона отдачи, если относительное изменение длины волны Δλ/λ. падающего фотона в результате рассеяния составляет 20 %.
562. Фотон с импульсом р = 1,02 МэВ/с, где с – скорость света в вакууме, рассеялся на покоившемся свободном электроне, в результате чего импульс фотона стал р' = 0,255 МэВ/с. Определить угол θ рассеяния фотона.
563. В результате эффекта Комптона фотон с энергией ε = 1,02 МэВ рассеялся на свободном электроне на угол θ = 150°. Определить энергию ε' рассеянного фотона и кинетическую энергию Т электрона отдачи.
564. Фотон с длиной волны λ = 1 пм рассеялся на свободном электроне
под углом θ = 90°. Какую долю w своей энергии фотон передал электроду?
565. Определить импульс р, электрона отдачи, если фотон с энергией ε =
= 1,53 МэВ в результате рассеяния на первоначально покоившемся свободном электроне потерял w = ⅓ своей энергии.
566. Фотон с энергией ε = 0,25 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Энергия рассеянного фотона ε' = 0,2 МэВ. Определить угол θ рассеяния фотона.
567. Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеивающее вещество. Оказалось, что длины волн λ'1 и λ'2 рассеянного под углами θ1= 60° и θ2 = 120° излучения отличаются в п = 1,5 раза. Определить длину волны λ падающего излучения, предполагая, что рассеяние происходит на свободных электронах.
568. Определить импульс ре электрона отдачи при эффекте Комптона, если фотон с энергией ε, равной энергии покоя Е о электрона, был рассеян на угол θ = 180°.
569. Фотон с энергией ε = 0,3 МэВ рассеялся под углом θ = 180° на свободном электроне. Определить долю w энергии падающего фотона, приходящуюся на рассеянный фотон.
570. Фотон при эффекте Комптона на свободном электроне был рассеян под углом θ = 90°. Угол φ отдачи электрона составляет 30°. Определить энергию ε падающего фотона.
571. На идеально отражающую плоскую поверхность площадью S = 5 см2 за время t = 3 мин нормально падает монохроматический свет, энергия которого W =
= 9 Дж. Определить световое давление р, оказываемое на поверхность.
572. Плоская световая волна интенсивностью I = 0,7 Вт/см2 освещает шар с абсолютно зеркальной поверхностью. Радиус шара R = 5 см. Найти силу F светового давления, испытываемую шаром.
573. На расстоянии r = 5 м от точечного монохроматического изотропного источника с длиной волны λ = 0,5 мкм перпендикулярно падающим пучкам расположена площадка площадью S = 8 мм2. Определить число N фотонов, падающих за время t = 1 с на эту площадку. Мощность излучения Р=100Вт.
574. Определить давление р света на стенки электрической лампочки мощностью Р = 150 Вт с коэффициентом отражения ρ = 0,15. Лампочку считать сферическим сосудом радиусом R = 4 см.
575. Параллельный пучок монохроматического света с длиной волны λ = 0,663 мкм падает на зачерненную поверхность и производит на нее давление р = 0,3 мкПа. Определить концентрацию п фотонов в световом пучке.
576. Давление р монохроматического света с длиной волны λ = 600 нм на черную поверхность, расположенную перпендикулярно падающим лучам, равно 0,1 мкПа. Определить число N фотонов, падающих за время t = 1 с на поверхность площадью S =
= 1 см2.
577. Плоская световая волна интенсивностью I = 0,1 Вт/см2 падает под углом α =
= 30° на плоскую отражающую поверхность с коэффициентом отражения ρ = 0,7 . Определить давление р, оказываемое светом на эту поверхность.
578. Поток энергии Фe, излучаемый электрической лампой, равен 600 Вт.
На расстоянии r = 1 м от лампы перпендикулярно падающим лучам расположено круглое плоское зеркальце диаметром d = 2 см. Принимая, что излучение лампы одинаково во всех направлениях и что зеркальце полностью отражает падающий на него свет, определить силу F светового давления на зеркальце.
579. Монохроматическое излучение с длиной волны λ = 500 нм падает нормально на плоскую зеркальную поверхность и давит на нее с силой r = 10 нН. Определить число N фотонов, падающих за время t = 1 с на эту поверхность.
580. Световой поток Фe = 9 Вт нормально падает на поверхность площадью S =
= 10 см2, коэффициент отражения которой ρ = 0,8. Определить световое давление р, которое испытывает при этом данная поверхность.
Контрольная работа №6
Атомная и ядерная физика. Квантовая механика. Физика твердого тела
Таблица вариантов для направлений и специальностей, учебными планами которых предусмотрено по курсу физики шесть контрольных работ
| Вариант | ||||||||
Номера задач
Перед решением задач данной контрольной работы необходимо хорошо изучить соответствующие темы курса общей физики, указанные в следующей таблице:
| Номера задач | Наименование темы |
| 601–610 | Атом водорода по теории Бора |
| 611–620 | Волновые свойства микрочастиц. Волны де Бройля |
| 621–630 | Соотношения неопределенностей Гейзенберга |
| 631–640 | Простейшие случаи движения микрочастиц |
| 641–650 | Радиоактивность |
| 651–660 | Дефект массы и энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции |
| 661–670 | Тепловые свойства твердых тел |
| 671–680 | Элементы квантовой статистики. Полупроводники |
Литература для подготовки к выполнению контрольной работы № 6
| Наименование темы | Трофимова Т. И, Курс физики. М., Высшая школа, 1997 | ДетлафА. А., Яворский Б. М. Курс физики. М., Высшая школа, 1989 | Савельев И. В., Курс общей физики. Т.З. М., Наука, 1987 | |
| 1. Атом водорода по теории Бора | Гл.27,§209 – 210,с.387 – 389; §212,с.391-393. Гл.29,§223, с. 412-416. | Гл.38,§38.3 – 38.4,с.447 – 452.Гл.39, §39.1,с.455. | Гл.Ш, §12,с.46-48; §17, с. 59-61. Гл.V, §28,с.93 – 99. | |
| 2. Волновые свойства микрочастиц. Волны де Бройля | Гл.28, §213, С.393 – 395. | Гл.37, §37.1,с.422 – 426. | Гл.IV,§18, c. 62 – 65. | |
| 3. Соотношения неопределенностей Гейзенберга | Гл.28,§215, с.396 – 398. | Гл.37,§37.4, c.428 – 431. | Гл.IV, §20, с. 68 – 72. | |
| 4. Простейшие случаи движения микрочастиц | Гл.28, § 220, с. 404 – 407. | Гл.37, § 37.7, с. 434 – 437. | Гл.IV,§23, c.77 – 81. | |
| 5. Радиоактивность | Гл.32, §256,с.472 – 474. | Гл.45, §45.4, с.535 – 537. | Гл.Х, §70, с. 244 – 252. | |
| 6. Дефект массы и энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции | Гл.32, §252,с. 467 – 468; § 262 – 265,с.484 – 490; §268, c.494 – 496, | Гл.45, §45.2, с.533 – 534; § 45.9, с.542 – 546. | Гл.Х, §67, с.234 – 237; §71 – 73, c.252 – 265. | |
| 7. Тепловые свойства твердых тел | Гл.30, §237, с.438 – 439. | Гл.41, §41.8, с.498 – 500. | Гл.VI, §48, с. 162 – 166. | |
| 8. Элементы квантовой статистики. Полупроводники | Гл.31,§242, с.445 – 448. | Гл.43, §43.4 – 43.5, с. 516 – 523. Гл.44, §44.4, с. 528 – 530. | Гл.VIII,§58, с.201 – 204. | |
Контрольная работа №6
Дата: 2018-12-28, просмотров: 795.