Рабочая программа дисциплины ЕН. Ф.03 «физика», для специальности 260901 технология швейных изделий, факультет сервиса и лёгкой промышленности кафедра-разработчик общей и экспериментальной физики (стр. 4 )

8. Замкнутый проводник в виде квадрата общей длиной L, сопротивлением R расположен в горизонтальной плоскости. Проводник находится в вертикальном магнитном поле с индукцией В. Какое количество электричества DQ протечет по проводнику, если, потянув за противоположные углы квадрата, сложить проводник вдвое?

а) ; б) ; в) ; г) .

9. В катушке индуктивностью 2 Гн сила тока равна 4 А. Во сколько раз нужно изменить силу тока в катушке, чтобы энергия магнитного поля катушки уменьшилась в 4 раза?

а) Уменьшить в 2 раза; б) уменьшится в 4 раза; в) уменьшится в 16 раз.

Занятие № 27. Контрольная работа № 5

Вариант № 1

1.  Бесконечно длинный провод с током I = 50 А согнут под углом p/3. Определить величину магнитной индукции В в точке А, лежащей на биссектрисе прямого угла на расстоянии d = 10 см от его вершины.

2.  Тонкий провод длиной l = 20 см изогнут в виде полукольца и помещен в магнитное поле (В = 10 мТл ) так, что площадь полукольца перпендикулярна линиям магнитной индукции. По проводу пропустили ток I = 50 А. Определить силу F, действующую на провод. Подводящие провода направлены вдоль линий магнитной индукции.

3.  В проволочное кольцо, присоединенное к баллистическому гальванометру, вставили прямой магнит. При этом по цепи прошел заряд q = 50 мкКл. Определить изменение магнитного потока DФ12 через кольцо, если сопротивление цепи гальванометра R = 10 Ом.

4.  Соленоид сечением S = 10 см2 содержит N = 1000 витков. При силе тока I = 5 А магнитная индукция В поля внутри соленоида равна 0,05 Тл. Определить индуктивность L соленоида.

Занятия № 28, 29

x, м 5 t, c 0 -5

1. На графике дана зависимость от времени координаты колеблющейся материальной точки. Определите модуль вектора скорости для момента времени t = 4 с.

2. При гармонических колебаниях вдоль оси ОХ координата материальной точки массой m изменяется по закону x = Acoswt. Получите выражение для максимального значения упругой силы.

3. Тело массой m совершает свободные незатухающие гармонические колебания. Координата точки изменяется с течением времени по закону Определите максимальное значение ускорения колеблющейся точки.

4. При гармонических колебаниях вдоль оси OX координата материальной точки массой 1.10–3 кг изменяется по закону: По какому закону изменяется величина проекции упругой силы, под действием которой материальная точка совершает гармонические колебания?

5. При гармонических колебаниях вдоль оси OX координата тела изменяется по закону где t – время в секундах. Определите период колебаний.

6. Тело участвует в двух колебательных движениях, происходящих в одном направлении:

Из диаграмм (рис. 24) выберите ту, которая описывает сложение этих колебаний:

x x x

0 0 0

а) б) в)

Рис. 24

7. Поперечная волна распространяется вдоль оси OX. Уравнение бегущей волны имеет вид

Определите скорость точки, координата которой x = 15 м в момент времени t1 = 1,3 c от начала распространения волны:

а) 15 м/с; б) 2 м/с; в) 0 м/с.

8. Колебательный контур называется идеальным, если его сопротивление R…

а) … равно Rкр; б) … равно нулю; в) … стремится к ¥; г) … меньше Rкр.

9. Где сосредоточена энергия в колебательном контуре с ничтожно малым сопротивлением через время t = ½ Т после начала разрядки конденсатора?

а) В конденсаторе; б) в катушке с индуктивностью L; в) в катушке и конденсаторе;

10. Как изменится частота электромагнитных колебаний в контуре, если в пространстве между обкладками воздушного конденсатора ввести диэлектрик с диэлектрической проницаемостью e = 4?

а) Уменьшится в два раза; б) увеличится в два раза; в) не изменится;

г) уменьшится в четыре раза; д) увеличится в четыре раза.

Занятия № 30, 31

1. Световой пучок падает на границу раздела двух сред. Абсолютный показатель преломления 1-й среды – n1, второй – n2. Обозначьте угол падения a, угол преломления b, а угол отражения g (рис. 25).

а) Укажите угол преломления, выбрав соответствующий номер; б) Укажите соотношение между показателями преломления n1 и n2 для данного случая:

1. n1 < n2; n1 > n2. Ответ представьте в виде числа, расположив цифры в поряд-

ке их возрастания. Рис. 25

2. Интерференцией называется …

а) …изменение средней интенсивности при наложении электромагнитных волн;

б) …наложение электромагнитных волн одинаковой частоты;

в) …наложение электромагнитных волн одинаковой частоты с постоянной разностью фаз.

3. У электромагнитной волны при отражении от оптически более плотной среды …

а) … фазы векторов и изменяются на p;

б) … фаза вектора изменяется на p;

в) … фаза вектора изменяется на p;

г) … фазы векторов и не изменяются.

4. Источник монохроматического света характеризуется шириной линии Dl. Время когерентности tС для излучения этого источника равняется …

а) Dl/с; б) сDl/l2; в) сl2/Dl; г) 1/(Du).

5. Разность фаз двух монохроматических электромагнитных волн равна (2m + 1)p. Оптическая разность хода D для этих волн равна …

а) (2m + 1)l0; б) (2m + 1)l0/2; в) (2m + 1)2l0; г) (2m + 1)l0/4.

6. При наблюдении колец Ньютона установка погружается в жидкость с показателем преломления nж. Показатель преломления линзы равен nл, пластинки – nп. В центре картины будет наблюдаться темное пятно …

а) если nл > nж > nп; б) если nп > nж > nл; в)если nж > nл > nп; г) если nл = nп, nж > nл.

Занятие № 33

1. Дополните определение: Зоны Френеля – это участки волновой поверхности, выделенные таким образом, что расстояния от краев двух соседних зон до точки, в которой наблюдается действие этой волновой поверхности, отличается на …

а) … длину волны l;

б) … на половину длины волны l/2;

в) … на четверть длины волны l/4;

Зоны Френеля могут иметь …

д) … форму колец …;

е) … форму сферических сегментов …;

х) … различную форму …

… в зависимости от формы отверстия и вида разбиваемой на зоны волновой поверхности.

2. На плоскую щель шириной а падает плоская монохроматическая волна (длина волны l). Укажите выражение, по которому можно вычислить k – максимальное число зон Френеля, укладывающихся на данной щели:

а) К = (2а sinj)/l; б) К = 2D/l; в) К = 2a/l,

где j – угол дифракции, D – оптическая разность хода волн, идущих от краев щели.

3. Из выражений, приведенных ниже, укажите формулу, по которой можно определить направления главных максимумов для одномерной дифракционной решетки:

а) а sinj = (2m + 1) l/2; б) (a + b) sinj = 2m l/2; в) (a + b) sinj = (2m +1) l/2,

где m = 0, 1, 2, 3, … – порядок дифракционного максимума, j – угол дифракции, (а + b) – период дифракционной решетки, а – ширина прозрачного промежутка решетки, l – длина плоской монохроматической волны, падающей нормально на решетку.

4. Интенсивность главных максимумов при дифракции монохроматического света на решетке пропорциональна интенсивности от одной щели, умноженной на …

а) 2N; б) N2; в) N, где N – число щелей решетки.

5. Закон Малюса имеет вид . Что обозначено символами I0 и a?

6. Естественный свет проходит через поляризатор. Интенсивность поляризованного света, выходящего из поляризатора …

а) … равна интенсивности естественного света;

б) … меньше в четыре раза, чем естественного;

в) … меньше в два раза, чем естественного;

г) … определяется по закону I = 0,5 I0 cos2a.

7. Интенсивность естественного света, проходящего через поляризатор и анализатор, ослабляется в два раза. Тогда угол между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора равен …

а) 450; б) 600; в) 00; г) 300.

8. Световой пучок падает на поверхность диэлектрика под углом, большим угла Брюстера. Тогда поляризация отраженного луча …

а) … будет линейной, а преломленного – частичной;

б) … будет частичной, а преломленного – полной;

в) … и преломленного будет частичной;

г) … и преломленного будет полной;

д) … и преломленного будет эллиптической.

Занятие № 33

1. Абсолютно черное тело – это …

а)…тело, поглощающее всю энергию падающих на него электромагнитных волн независимо от длины волны;

б)…тело, поглощательная способность которого одинакова для всех частот и зависит только от температуры, материала и состояния поверхности;

в)…тело, поглощательная способность которого равна нулю, не излучающее, а полностью отражающее падающие на него электромагнитные волны.

2. Ниже даны характеристики теплового излучения. Какая из них называется спектральной плотностью энергетической светимости?

а) Энергия, излучаемая в единицу времени с единицы площади поверхности тела во всем интервале длин волн от 0 до +¥, зависящая от температуры;

б) энергия, излучаемая в единицу времени всей поверхностью тела в интервале длин волн от 0 до ¥, зависящая от температуры;

в) энергия, излучаемая в единицу времени с единицы площади поверхности тела в единичном интервале длин волн, зависящая от длины волны и температуры.

3. Формула закона Стефана – Больцмана имеет вид:

а) ; б) ; в) .

5. Какая характеристика теплового излучения в СИ измеряется в Вт/м2?

а) Энергетическая светимость;

б) спектральная плотность энергетической светимости;

в) поток энергии.

4. На рис. приведены графики зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны излучения при разных температурах Т1 и Т2, причем Т2 > Т1. Какой из рисунков правильно учитывает законы теплового излучения?

 

а) б) в)

5. Энергия фотона монохроматического света с длиной волны l равна …

а) … hc/l; б) hl/c; в) h/l.

6. Работа выхода электрона с поверхности одного металла А1 = 1 эВ, а с другого – А2 = 2 эВ. Будет ли наблюдаться фотоэффект у этих металлов, если энергия фотонов падающего на них излучения равна 4,8×10–19 Дж?

а) Только для металла с работой выхода А1;

б) только для металла с работой выхода А2;

в) да, для обоих металлов;

г) нет, для обоих металлов.

7. Фотокатод освещается двумя различными монохроматическими источниками света. Зависимость фототока от напряжения между катодом и анодом при одном источнике света изображается кривой 1, а при другом – кривой 2 (рис. 26). Чем отличаются источники света друг от друга?

а) У первого источника света частота излучения и световой поток больше, чем у второго;

б) у первого источника света частота излучения больше, чем у второго;

в) у первого источника света световой поток больше, чем у второго.

 

Рис. 26

Занятие № 34

1. На рис. 27 представлена векторная диаграмма комптоновского рассеяния. Угол рассеяния q. Какой из векторов представляет импульс рассеянного фотона?

 

Рис. 27

2. Направленный монохроматический световой поток Ф падает на абсолютно черные пластинки 1 и 2 (рис. 28). Сравните давление света на пластинки.

 

1) 2)

Рис. 28

а) Р1 = Р2; б) Р1 > Р2; в) Р1 < Р2.

Занятие № 35. Контрольная работа № 6

Вариант № 1

1. Точка совершает гармоническое колебание. Период колебания Т = 2 с, амплитуда А = 50 мм, начальная фаза j = 0. Найти скорость V и ускорение a точки в момент времени t1, когда ее смещение от положения равновесия x(t1) = 25 мм.

2. Точка участвует в двух колебаниях одинакового периода с одинаковыми начальными фазами. Амплитуды колебаний равны А1 = 3 см и А2 = 4 см. Найти амплитуду А результирующего колебания, если колебания совершаются в одном направлении.

3. Во сколько раз увеличится расстояние между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр (l1 = = 500 нм) заменить красным (l2 = 650 нм).

4. На дифракционную решетку нормально падает пучок света. Натриевая линия (l1 = 589 нм) дает в спектре первого порядка угол дифракции j1 = = 17О 8¢. Некоторая линия дает в спектре второго порядка угол дифракции j2 = 24О 12¢. Найти длину волны l2 этой линии и число штрихов n на единицу длины решетки.

5. Под каким углом к горизонту пловец, нырнувший в воду, видит заходящее Солнце?

6. Мощность излучения раскаленной металлической поверхности N = 0,67 кВт. Температура поверхности Т = 2500 К, ее площадь S = 10 см2. Какую мощность излучения N¢ имела бы эта поверхность, если бы она была абсолютно черной? Найти отношение k излучательностей этой поверхности и абсолютно черного тела при данной температуре.

7. Длина волны света, соответствующая “красной границе” фотоэффекта l0 = = 275 нм. Найти работу выхода А электрона из металла, максимальную скорость Vmax электронов, вырываемых из металла светом с длиной волны l = 180 нм, и максимальную кинетическую энергию Тmax электронов.

8. Фотон с энергией Е = 0,4 МэВ рассеялся под углом Q = 90О на свободном электроне. Определить энергию Е’ рассеянного фотона и кинетическую энергию Т электрона отдачи.

9. C какой скоростью V должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны l = 520 нм?

7. СЕМИНАРСКИЕ ЗАНЯТИЯ

В учебном плане при изучении дисциплины «Физика» семинарские занятия не предусмотрены.

8. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ (СРС)

При изучении курса «Физика» на самостоятельное изучение вынесены вопросы, приведенные в табл. 5, где номер раздела (темы) соответствует табл. 2. Рекомендуемая литература (столбец «Лит-ра») дана в соответствии с разделом 9.1 (см. ниже).

Таблица 5 – Вопросы, вынесенные на самостоятельное изучение

Номер раздела	Вопросы для самостоятельного изучения	Лит-ра
1	Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.	[1-3]
2	Политропные процессы.	[1-3]
3	Правила Кирхгофа для разветвленной электрической цепи.	[1-3]
4	Переменный электрический ток: резонанс напряжений, резонанс токов.	[1, 2]
6	Теория атома водорода по Н. Бору. Постулаты Бора. Спектр атома водорода по Н. Бору	[1, 2]
Периодическая система элементов .	[1, 2]
Радиоактивное излучение и его виды. Основные типы ядерных реакций.	[1-3]

8.2. Темы рефератов по физике

Таблица 8 – Темы рефератов

№ раздела	Тема реферата	Количество часов
1	Гироскоп и его применение в технике	15
1	Современные методы измерения силы трения и изнашивания тел при трении	15
1	Стохастические колебания при трении	15
1	Граничное трение твердых тел	15
1	Современные методы измерения силы трения и изнашивания тел при трении	15
1	Газодинамические методы ускорения тел. Легкогазовые пушки	15
1	Течение жидкости в узких щелях. Гидро - и газодинамические опоры	15
1	Силы инерции	15
4	Электреты, их свойства, применение в технике	15
4	Магнитные жидкости, их применение в технике	15
4	Электрическое и магнитное поля Земли	15
4	Измерение малых токов, напряжений и зарядов	15
4	Магнитная подвеска транспортных средств	15
4	Емкостный датчик механических перемещений	15
4	Электромагнитные методы ускорения тел	15
6	Применение лазеров в технологических процессах	15
6	Принцип туннельной микроскопии	15
6	Лазерное разделение изотопов в магнитном поле	15
6	Принцип ЯМР–томографии	15
6	Водородная энергетика	15
6	Эффект Джозефсона и его применение в технике	15
6	Устройство и принцип действия твердотельных лазеров	15
6	Высокотемпературная сверхпроводимость	15
6	Проблемы термоядерного синтеза	15
6	Применение жидких кристаллов в технике	15

9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

9.1. Рекомендуемая литература

9.1.1. Основная литература

1. Трофимова, физики: Учеб. пособие для вузов / . – 9-е изд., стер. – М.: Академия, 2008. – 560 с.

2. Детлаф, физики: Учеб. пособие для вузов / , . – М.: Академия, 2009. – 720 с.

3. Волькенштейн, задач по общему курсу физики / . – 3-е изд., испр. и доп. – СПб.: Книжный мир, 2008. – 328 с.

4. Чертов, по физике: Учеб. пособие для втузов / , . – 8-е изд., испр. – М.: Физматлит, 2007. – 640 с.

5. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика: учебное пособие по выполнению лабораторных работ / , , – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. – 98. с.

6. Электромагнетизм и физика твердого тела: учебное пособие для выполнения лабораторных работ / , , ; Под ред. . – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. – 144 с.

7. Оптика: учебное пособие для выполнения лабораторных работ / , и др. В.Ф. Подзерко и др.; под ред. . – 2-е изд. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. – 53 с.

9.1.2. Дополнительная литература

8. Гуревич, : Учебное пособие для самостоятельной работы студентов / , . – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2002. – Ч. I. – 125 с., Ч. II. – 192 с.

9. Фирганг, к решению задач по курсу общей физики / . – М.: Лань, 2008. – 352 с.

9.2. Средства и материально-техническое обеспечение дисциплины

Обучающие и контролирующие программы (ауд. 454/2)

1. «Кинематика»;

2. «Динамика»;

3. «Законы сохранения»;

4. «Вращательное движение»;

5. «Термодинамика»;

6. «Электростатика»;

7. «Магнитное поле»;

8. «Волновая оптика»;

9. «Квантовая оптика».

Кинофильмы (ауд. 140/3А)

1. Основы голографии

2. Реактивное движение

3. Сложение колебаний

4. Физические основы квантовой теории

5. Интерференция света

6. Явление дифракции

7. Сверхпроводимость

8. Основы работы лазеров

9. Туннельный эффект

10. Взаимодействие элементарных частиц

Комплект плакатов по разделам