♥Кужир - Общая физика_ оптика, квантовая физика, физика атомного ядра и элементарных частиц. Сборник задач

У

П. Г. Кужир

Т

Н. П. Юркевич

Н

Г. К. Савчук

Б

й

и

ОБЩАЯ ФИЗИКА:

р

оптика, квантовая ф з ка, физика

о

атомного ядра и элементарных частиц.

т

Сб рник задач

и

з

ущено

п

Министерством образования Республики Беларусь

До

е

в качестве учебного пособия для студентов учреждений

Р

высшего образования по техническим специальностям

К89

Р е ц е н з е н т ы :

У

кафедра физики Белорусского государственного

технологического университета;

Т

доктор физико-математических наук, профессор кафедры общей физики

Белорусского государственного университета И. Р. Гулаков

Н

Б

й

и

Кужир, П. Г.

т

р

и

К89

Общая ф з ка: оп ка, квантовая физика, физика атомного ядра

и элементарные час

цы. Сборник задач : учебное пособие / П.Г. Ку-

жир, Н.П. Юркев ч, Г.К. Савчук. – Минск : БНТУ, 2018. – 197 с.

Предназначено

ISBN 978-985-550-699-8.

п

здля практических занятий по курсу общей физики со студентами

дневн й ф рмы обучения учреждений высшего образования по техническим

е

с ециальностям.

Р

Представлены краткие сведения из теории, примеры решения задач, а также задачи

для самостоятельного решения, которые условно разделены на уровни, соответствующие

д сятибалльнойсистемеоценкизнаний.Всезадачисопровождаютсяответами.

УДК 53(076.1)(075.3)

ББК 22.3я729

ISBN 978-985-550-699-8

© Кужир П. Г., Юркевич Н. П.,

Савчук Г. К. , 2018

Н

дели физического процесса значительно облегчается, а следоваУ-

тельно, облегчается и само решение задачи. Запишите уравнения,

описывающие

рассматриваемый физический процессТ, которые

в совокупности с другими вспомогательными соотношениями и бу-

дут представлять математическую модель.

й

7.

Векторные уравнения проецируйте на оси выбранной систе-

мы координат.

авильно

Б

8.

Задачу решайте, как правило,

общем виде, т. е. в конечной

р

формуле искомая величина должна быть выражена через известные

исходные данные. Решение задачи в общем виде позволяет просле-

о

оно или нет, а также сни-

дить логику решения, оценить п

зить вероятность ошибки

п и выполнении численного расчета.

т

Если решение станови ся д с ат чно громоздким, возможны про-

и

межуточные числовые расче ы.

9.

Рекомендуется провес и проверку полученной конечной

формулы на соответств е размерностей. Если размерности величин,

формуле

слева

справа от знака равенства, не сходятся,

стоящих в

решение является неверным.

10.

Ис

льзуйтечисловые значения известных величин в ос-

димые

новных единицах СИ и подставьте в формулу. Выполните необхо-

Р

математические действия и получите результат.

11.пПри вычислениях применяйте правила действия с прибли-

ж нными числами. Точность вычислений должна соответствовать

точности исходных данных задачи.

12.

Оцените правдоподобность полученного числового значения.

Н

педагогический опыт позволили значительно улучшить качествоУ

данного учебного пособия.

Авторы с благодарностью примут конструктивные замечанияТ

и

Б

пожелания, касающиеся содержания учебного пособия.

й

и

р

о

т

и

з

о

п

е

Р

ФОТОМЕТРИЯ

У

________________________________________________________________

Краткие теоретические сведения

Н

Закон отражения света: луч падающий, луч отраженныйТи пер-

Б

пендикуляр,проведенный в точке падения лучак границераздела двух

сред,лежатводнойплоскости;уголпаденияравенуглуотражения

i

i ,

й

Абсолютный показатель п елмления среды –

где i – угол падения;

р

i – угол отражения.

о

т

n

c

,

v

где с – скорость света в вакууме;

v – ск р сть светаив среде.

п

Среда с бзόльшим абсолютным показателем преломления назы-

вается тически более плотной средой.

Законореломления света: луч падающий, луч преломленный

и п р ндикуляр,

проведенный в точке падения луча к границе

разд ла двух сред, лежат в одной плоскости, при этом выполняется

соотношениее

Р

sini /sinr n21 n2 / n1,

n

21

n2

v1

,

n

v

2

1

где n1 и n2 − абсолютные показатели преломления первой и второй

среды.

У

При распространении

света

из среды, оптически более плот-

r

n2

Т

ной, в среду,

оптически менее

плотную, наблюдается явление

n1

Н

полного внутреннего отраже-

iпр

ния (рис. 1.1): при падении луча

i > iпр

i < iпр

на границу раздела

двух

сред

под углом полного внутреннего

Б

отражения

преломленный

луч

й

распространяется по

касатель-

ной к границе раздела двух с ед

и

в точке падения.

р

Предельный угол п лн

внутреннего отраженияго

sin i

n / nт.

пр

2

1

и

Рис. 1.1

з

Линзы

–

прозрачные тела, ограниченные криволинейными

это

пов рхностями.

ским центром линзы О (рис. 1.2) называется точка лин-

Оптич

зы, ч р з которую лучи света идут не преломляясь.

е

Лучи света, идущие параллельно главной оптической оси NN,

после прохождения линзы пересекаются в одной и той же точке F,

Рлежащей на главной оптической оси. Точка F называется главным

A

h

F B

B

F

O

H

У

d

f

A

Т

Рис. 1.2

Н

Б

й

и

р

о

т

и

з

о

п

е

Р

чем радиусы кривизны R1

и R2

обеих ее поверхностей.

У

Формула тонкой линзы (рис. 1.2)

1

1

1

,

F

f

d

где F – фокусное расстояние линзы;

Т

d – расстояние от оптического центра O линзы до предмета;

f − расстояние от оптического центра O линзыНдо изображения

предмета.

Б

В формуле тонкой линзы для собирающей линзы фокусное рас-

стояние F берется со знаком «+», а для рассеивающей линзы F < 0.

Перед d и f ставится знак «+», если

дметйизображение являются

действительными, и знак «−», если

едмет и изображение являют-

ся мнимыми (рис. 1.3).

и

На рис. 1.4 показано п стр ение изображения в линзе.

пре

A

1

о

т

3

2

B

и

F

B

з

F

O

о

A

п

е

Рис. 1.4

РЛуч 1 – параллельный главной оптической оси; после пре-

ломления в линзе он проходит через фокус.

Г

f

H ,

У

d

h

Т

где H – линейный размер изображения;

h – линейный размер предмета.

Н

Виды линз:

Б

й

и

р

о

Собирающие:

т

Рассеивающие:

1 – двояковыпуклая;

4 – двояковогнутая;

2 – плоско-выпуклая;

5 – плоско-вогнутая;

з

6 – выпукло-вогнутая.

3 – вогнуто-выпуклая.

линзой проходящих через нее лучей, и обратная фокус-

п

и

Рис. 1.5

величина, характеризующая степень

О тическая сила линзы

отклонения

1

ному расстоянию

Р

D

.

F

За единицу оптической силы

принята диоптрия (1 дптр):