Черновик.2016

Вариант 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 p_m=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 Т_α=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.