Черновик.2016
.docxВариант 23. (1). Магнетизм.
1 . Определите магнитную индукцию поля, создаваемого отрезком бесконечно длинного провода, в точке, равноудаленной от концов отрезка и находящейся на расстоянии R=4 см от его середины. Длина отрезка провода l=20 см, а сила тока в проводе I=10 А.
2. Напряженность Н магнитного поля в центре кругового витка с магнитным моментом pm=1,5 А·м2 равна 150 А/м. Определите: 1) радиус витка; 2) силу тока в витке.
3. В однородном магнитном поле (В=0,2 Тл) равномерно вращается прямоугольная рамка, содержащая N=200 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки S=100 см2. Определите частоту вращения рамки, если максимальная ЭДС, индуцируемая в ней, (Е)max=12,6 В.
4. По прямому бесконечно длинному проводнику течет ток I=10 А. Определите, пользуясь теоремой о циркуляции вектора , магнитную индукцию В в точке, расположенной на расстоянии r=10 см от проводника.
5. Индукция магнитного поля в железном стержне В=1,2 Тл. Определите для него намагниченность, если зависимость В(Н) для данного сорта ферромагнетика представлена на рисунке.
Вариант 3. Домашняя № 2. Интерференция.
1. Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга d=0,5 мм (λ=0,6 мкм). Определите расстояние l от щелей до экрана, если ширина Δx интерференционных полос равна 1,2 мм.
2. Расстояния от бипризмы Френеля до узкой щели и экрана соответственно равны a=48 см и b=6 м. Бипризма стеклянная (n=1,5) с преломляющим углом α=10'. Определите максимальное число полос, наблюдаемых на экране, если λ=600 мм.
3. Монохроматический свет падает нормально на поверхность воздушного клина, причем расстояние между интерференционными полосами Δх1=0,4 мм. Определите расстояние Δх2 между интерференционными полосами, если пространство между пластинками, образующими клин, заполнить прозрачной жидкостью с показателем преломления n=1,33.
4 . Плосковыпуклая линза с радиусом сферической поверхности R=12,5 см прижата к стеклянной пластинке. Расстояние между десятым и пятнадцатым темными кольцами Ньютона в отраженном свете равно 0.18 мм. Определите длину волны света.
5. На рис. 94 показана схема интерференционного рефрактометра, применяемого для измерения показателя преломления прозрачных веществ. S – узкая щель, освещаемая монохроматическим светом с длиной волны λ=589 нм; 1 и 2 – кюветы длиной l=10 см, которые заполнены воздухом (п0=1,000277). При замене в одной из кювет воздуха на аммиак интерференционная картина на экране сместилась на т0=17 полос. Определите показатель преломления аммиака.
Вариант 23. (2). Интерференция.
1. Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга d=0,5 мм (λ=0,6 мкм). Определите расстояние l от щелей до экрана, если ширина Δx интерференционных полос равна 1,2 мм.
2. Расстояния от бипризмы Френеля до узкой щели и экрана соответственно равны a=48 см и b=6 м. Бипризма стеклянная (n=1,5) с преломляющим углом α=10'. Определите максимальное число полос, наблюдаемых на экране, если λ=600 мм.
3. Монохроматический свет падает нормально на поверхность воздушного клина, причем расстояние между интерференционными полосами Δх1=0,4 мм. Определите расстояние Δх2 между интерференционными полосами, если пространство между пластинками, образующими клин, заполнить прозрачной жидкостью с показателем преломления n=1,33.
4. Плосковыпуклая линза радиусом кривизны 4 м выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определите длину волны падающего монохроматического света, если радиус пятого светлого кольца в отраженном свете равен 3 мм.
5. Для уменьшения потерь света из-за отражения от поверхностей стекла осуществляют «просветление оптики»: на свободные поверхности линз наносят тонкие пленки с показателем преломления п= . В этом случае амплитуды отраженных волн от обеих поверхностей такой пленки одинаковы. Определите толщину слоя, при которой отражение для света с длиной волны λ от стекла в направлении нормали равна нулю.
Вариант 23. (2). Интерференция.
1. Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга d=0,5 мм (λ=0,6 мкм). Определите расстояние l от щелей до экрана, если ширина Δx интерференционных полос равна 1,2 мм.
2. Расстояния от бипризмы Френеля до узкой щели и экрана соответственно равны a=48 см и b=6 м. Бипризма стеклянная (n=1,5) с преломляющим углом α=10'. Определите максимальное число полос, наблюдаемых на экране, если λ=600 мм.
3. Монохроматический свет падает нормально на поверхность воздушного клина, причем расстояние между интерференционными полосами Δх1=0,4 мм. Определите расстояние Δх2 между интерференционными полосами, если пространство между пластинками, образующими клин, заполнить прозрачной жидкостью с показателем преломления n=1,33.
4. Плосковыпуклая линза радиусом кривизны 4 м выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определите длину волны падающего монохроматического света, если радиус пятого светлого кольца в отраженном свете равен 3 мм.
5. Для уменьшения потерь света из-за отражения от поверхностей стекла осуществляют «просветление оптики»: на свободные поверхности линз наносят тонкие пленки с показателем преломления п= . В этом случае амплитуды отраженных волн от обеих поверхностей такой пленки одинаковы. Определите толщину слоя, при которой отражение для света с длиной волны λ от стекла в направлении нормали равна нулю.
Вариант 23. (3). Дифракция. Поляризация.
1. Точечный источник света (λ=0,5 мкм) расположен на расстоянии a=1 м перед диафрагмой с круглым отверстием диаметра d=2 мм. Определите расстояние b от диафрагмы до точки наблюдения, если отверстие открывает три зоны
2. На экран с круглым отверстием радиусом r=1,5 мм нормально падает параллельный пучок монохроматического света с длиной волны λ=0,5 мкм. Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстоянии b=1,5 м от него. Определите: 1) число зон Френеля, укладывающихся в отверстии; 2) темное или светлое кольцо наблюдается в центре дифракционном картины, если в месте наблюдения помещен экран.
3. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет с длиной волны λ=600 нм. Определите наибольший порядок спектра, полученный с помощью этой решетки, если ее постоянная d=2 мкм.
4 . Диаметр D объектива телескопа равен 10 см. Определите наименьшее угловое расстояние φ между двумя звездами, при котором в фокальной плоскости объектива получатся их разрешимые дифракционные изображения. Считать, что длина волны света λ =0,55 мкм.
5. Определите степень поляризации частично поляризованного света, если амплитуда светового вектора соответствующая максимальной интенсивности света, в 3 раза больше амплитуды, соответствующей его минимальной интенсивности.
6. Пучок естественного света падает (рис. 103) на стеклянную призму с углом α=30°. Определите показатель преломления стекла, если отраженный луч является плоскополяризованным.
Вариант 23. (4). Тепловое излучение. Фотоэффект. Квантовые свойства света.
1. Черное тело находится при температуре T1=3 кК. При остывании тела длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на Δλ=8 мкм. Определите температуру Т2, до которой тело охладилось.
2. Определите длину волны (в нм) света, которым освещается поверхность металла, если фотоэлектроны имеют максимальную кинетическую энергию 6·10-20 Дж, а работа выхода электронов из этого металла 6·10-19 Дж. Постоянная Планка 6,6·10-34 Дж·с.
3. Какова длина волны (в нм) света, если импульс фотона этого света 1,1·10-27 кг·м/с. Постоянная Планка 6,6·10-34 Дж·с.
4. Давление монохроматического света с длиной волны λ=500 нм на зачерненную поверхность, расположенную перпендикулярно падающему излучению, равно 0,15 мкПа. Определите число фотонов, падающих на поверхность площадью 40 см2 за 1 с.
5. Фотон с длиной волны λ=5 пм испытал комптоновское рассеяние под углом α=90° на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите: 1) изменение длины волны при рассеянии; 2) энергию электрона отдачи.
6. Определите, какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы длина волны де Бройля λ для него была равна 1 нм.
Вариант 23. (5). Атом Бора. Ядерная физика.
1. Во сколько раз уменьшается радиус орбиты электрона в атоме водорода, если при переходе атома из одного стационарного состояния в другое кинетическая энергия электрона увеличивается в 16 раз?
2. Определите первый потенциал возбуждения атома водорода.
3. Определите массу нейтрального атома хрома Сг.
4. За время 150 с распалось 7/8 первоначального числа радиоактивных ядер. Чему равен период полураспада этого элемента?
5. Покоившееся ядро полония Ро испускает α-частицу с кинетической энергией Тα=5,77 МэВ. Определите: 1) скорость отдачи дочернего ядра; 2) какую долю кинетической энергии α-частицы составляет энергия отдачи дочернего ядра.
6. При столкновении позитрона и электрона происходит их аннигиляция, в процессе которой электронно-позитронная пара превращается в два γ-кванта, а энергия пары переходит в энергию фотонов. Определите энергию каждого из возникших фотонов, принимая, что кинетическая энергия электрона и позитрона до их столкновения пренебрежимо мала.