Виды контрольных мероприятий и формы аттестации дисциплины
В соответствии с “Положением о рейтинговой системе оценки учебной, учебно-исследовательской, научной и общественной деятельности студентов машиностроительного факультета дневного отделения” вводятся следующие правила и критерии оценки работы студентов в течение семестра
Рейтинг студента формируется накопительно из количественной оценки:
– аудиторной работы (проверочные, контрольные, лабораторные и практические работы, тестирование);
– самостоятельной работы (домашние работы, рефераты);
– результативного участия в конкурсах, олимпиадах;
– промежуточной аттестации (зачет или экзамен);
научно-исследовательской деятельности, включающей:
– выступления на конференциях;
– результативное участие в конкурсах грантов и конкурсах НИР;
Максимальное количество баллов, учитывающее все виды работ за семестр 100 баллов.
Студент должен выполнить в полном объеме все виды обязательных запланированных заданий. Работа в семестре оценивается в 80 баллов. Сдача экзамена или зачета — до 20 баллов.
Зачет по дисциплине выставляется на основе суммы баллов, полученных по результатам текущей успеваемости в семестре, и проставляется в том случае, когда студент набрал 60 и более баллов.
Программа считается выполненной, и студент допускается к сдаче экзамена, если студент набрал в течение семестра не менее 48 баллов.
Экзаменационная оценка по дисциплине выставляется на основе суммы баллов, полученных по результатам текущей успеваемости в семестре и баллов, полученных на экзамене. При этом устанавливается следующее соответствие между оценками:
– 91 – 100 баллов — «отлично»;
– 76 – 90 баллов — «хорошо»;
– 60 – 75 баллов — «удовлетворительно»;
– менее 60 баллов — «неудовлетворительно».
Итоговый балл по дисциплине проставляется лектором в экзаменационную ведомость вместе с оценкой.
Контрольные вопросы и задания для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Вопросы к экзамену
заочная форма обучения – 2 СЕМЕСТР
1. Физические основы механики. Кинематика поступательного движения материальной точки. Способы задания движения. Понятия траектории, пути, перемещения точки, скорости, ускорения.
2. Физические основы механики. Кинематические уравнения поступательного движения (с выводом).
3. Физические основы механики. Кинематика вращательного движения. Понятия угла поворота, угловой скорости и углового ускорения. Связь между векторами линейных и угловых величин.
4. Физические основы механики. Кинематические уравнения вращательного движения (с выводом).
5. Физические основы механики. Динамика материальной точки. Понятие силы, массы, импульса тела, импульса силы. Виды сил.
6. Физические основы механики. Законы Ньютона. Замкнутая механическая система. Внешние и внутренние силы. Пределы применимости классической механики.
7. Физические основы механики. Импульс тела, импульс силы. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Формула Циолковского.
8. Физические основы механики. Работа постоянной и переменной силы. Мощность. Энергия, работа и мощность при вращательном движении.
9. Физические основы механики. Понятие об энергии и закон её сохранения. Связь работы и энергии. Вычисление кинетической энергии.
10. Физические основы механики. Потенциальная энергия. Вычисление потенциальной энергии для различных видов взаимодействия. Понятие консервативных сил.
11. Физические основы механики. Космические скорости.
12. Физические основы механики. Динамика вращательного движения. Понятия момента силы, момента инерции, момента импульса. Основное уравнение динамики вращательного движения.
13. Физические основы механики. Вычисление момента инерции системы материальных точек и сплошного тела. Теорема Штейнера.
14. Физические основы механики. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Гироскопический эффект.
15. Физические основы механики. Элементы специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Следствия из них. Динамика специальной теории относительности.
16. Колебания и волны. Колебательное движение. Амплитуда, период, частота, фаза. Смещение, скорость и ускорение колеблющейся точки. Векторная диаграмма. Энергия гармонических колебаний.
17. Колебания и волны. Динамика колебаний материальной точки. Понятие квазиупругой силы. Уравнение колебательного движения.
18. Колебания и волны. Дифференциальное уравнение свободных колебаний. Маятники.
19. Колебания и волны. Затухающие колебания. Коэффициент затухания. Понятие декремента и логарифмического декремента. Маятники.
20. Колебания и волны. Вынужденные колебания. Автоколебания. Явление резонанса.
21. Колебания и волны. Сложение однонаправленных и перпендикулярно направленных колебаний. Биения. Фигуры Лиссажу.
22. Колебания и волны. Волны. Уравнение плоской волны. Понятие длины волны. Волновое число. Энергия волны. Стоячие волны.
23. Молекулярная физика и термодинамика. Молекулярно-кинетическая теория. Агрегатные состояния вещества. Масса и размеры молекул. Количество вещества. Число Авогадро.
24. Молекулярная физика и термодинамика. Идеальный газ. Макропараметры. Изопроцессы. Опытные газовые законы. Уравнения состояния идеального газа.
25. Молекулярная физика и термодинамика. Средняя энергия молекул. Температура. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Число степеней свободы. Равномерное распределение энергии по степеням свободы молекул.
26. Молекулярная физика и термодинамика. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона.
27. Молекулярная физика и термодинамика. Максвелловское распределение молекул по скоростям. Характерные скорости молекул. Опыты, подтверждающие максвелловское распределение.
28. Молекулярная физика и термодинамика. Больцмановское распределение частиц в потенциальном поле. Барометрическая формула.
29. Молекулярная физика и термодинамика. Внутренняя энергия системы. Способы изменения внутренней энергии.
30. Молекулярная физика и термодинамика. Вычисление работы газа. Работа газа в изопроцессах.
31. Молекулярная физика и термодинамика. Теплоёмкость газов. Уравнение Майера. Зависимость теплоёмкости от условий сообщения теплоты газу. Закон Дюлонга и Пти.
32. Молекулярная физика и термодинамика. Первый закон термодинамики и его применение к различным изопроцессам.
33. Молекулярная физика и термодинамика. Круговые процессы. Понятие обратимого и необратимого процесса. Тепловые двигатели. КПД теплового двигателя. Идеальная тепловая машина Карно. КПД машины Карно.
34. Молекулярная физика и термодинамика. Второе начало термодинамики. Понятие энтропии. Вероятностная трактовка энтропии. Понятие термодинамической вероятности.
35. Молекулярная физика и термодинамика. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реальных газов.
36. Молекулярная физика и термодинамика. Тройная аналогия. Явление переноса в газах: диффузия, теплопроводность и внутреннее трение. (Уравнения Фика, Фурье, Ньютона).
заочная форма обучения - 3 СЕМЕСТР
1. Электричество и магнетизм. Закон Кулона. Изображение электростатического поля с помощью силовых линий.
2. Электричество и магнетизм. Напряжённость и потенциал электростатического поля. Принцип суперпозиции.
3. Электричество и магнетизм. Поток вектора напряжённости электростатического поля. Теорема Остроградского – Гаусса. Примеры применения теоремы для расчёта полей различных заряженных тел.
4. Электричество и магнетизм. Связь напряжённости и потенциала электростатического поля. Понятие градиента потенциала.
5. Электричество и магнетизм. Работа электростатического поля при перемещении заряда. Условие потенциальности электростатического поля.
6. Электричество и магнетизм. Электрическая ёмкость. Конденсаторы. Вывод формул электрической ёмкости для различных типов конденсаторов.
7. Электричество и магнетизм. Электрическое поле в диэлектриках. Поляризация диэлектрика.
8. Электричество и магнетизм. Электрическое поле в проводниках. Электростатическая защита.
9. Электричество и магнетизм. Сегнетоэлектрики. Пъезоэффект.
10. Электричество и магнетизм. Сила тока, плотность тока. Проводники и диэлектрики.
11. Электричество и магнетизм. Температурная зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость.
12. Электричество и магнетизм. Температурная зависимость сопротивления полупроводника от температуры. Понятие энергии активации.
13. Электричество и магнетизм. Опытные законы электрических цепей.
14. Электричество и магнетизм. Элементарная теория проводимости. Опыты Рикке, Мандельштама – Папалекси и Толмена – Стюарта.
15. Электричество и магнетизм. Закон Ома в дифференциальной форме.
16. Электричество и магнетизм. Закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме.
17. Электричество и магнетизм. Магнитное поле как релятивистский эффект.
18. Электричество и магнетизм. Напряжённость и индукция магнитного поля. Связь между индукцией и напряжённостью. Изображение магнитного поля с помощью силовых линий. Поля прямого провода, кругового витка, соленоида.
19. Электричество и магнетизм. Рамка в магнитном поле. Магнитный момент рамки с током. Вращающий момент, действующий на рамку.
20. Электричество и магнетизм. Закон Био – Савара – Лапласа. Вычисление напряжённости и индукции полей возле прямого провода (бесконечного и конечной длины) и в центре кругового витка с током. Принцип суперпозиции.
21. Электричество и магнетизм. Закон Ампера. Взаимодействие проводников с током. Работа магнитного поля по перемещению проводника с током.
22. Электричество и магнетизм. Сила Лоренца. Действие магнитного поля на движущийся заряд.
23. Электричество и магнетизм. Закон полного тока. Применение закона полного тока для вычисления индукции и напряжённости поля соленоида. Условие непотенциальности магнитного поля.
24. Электричество и магнетизм. Магнитный поток. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца.
25. Электричество и магнетизм. Способы получения ЭДС электромагнитной индукции. Объяснение причины появления ЭДС.
26. Электричество и магнетизм. ЭДС взаимо - и самоиндукции.
27. Электричество и магнетизм. Магнитное поле в веществе. Магнитные моменты атома.
28. Электричество и магнетизм. Парамагнетики, диамагнетики, ферромагнетики.
очная форма обучения - 4 СЕМЕСТР
1. Электричество и магнетизм. Уравнения Максвелла. Следствия из уравнений Максвелла.
2. Электричество и магнетизм. Электромагнитные волны (ЭМВ). Спектр ЭМВ. Способы получения ЭМВ. Уравнения и характеристики ЭМВ.
3. Оптика. Свет – как ЭМВ. Виды спектров видимого света. Особенности излучения света.
4. Оптика. Интерференция. Способы наблюдения интерференции. Когерентность и условия когерентности ЭМВ.
5. Оптика. Дифракция ЭМВ. Принцип Гюйгенса-Френеля.
6. Оптика. Поляризация ЭМВ. Закон Малюса. Вращение плоскости поляризации.
7. Оптика. Взаимодействие света с веществом. Рассеяние и поглощение.
8. Оптика. Взаимодействие света с веществом. Дисперсия, отражение и преломление.
9. Оптика. Природа и основные характеристики теплового излучения.
10. Оптика. Формула Рэлея – Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа. Формула Планка.
11. Оптика. Закономерности внешнего фотоэффекта. Вольтамперная характеристика фотоэлемента. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
12. Оптика. Основные закономерности эффекта Комптона. Определение энергии и импульса электрона отдачи и рассеянного фотона.
13. Оптика. Тормозное рентгеновское излучение. Коротковолновая граница излучения. Устройство рентгеновской трубки.
14. Оптика. Характеристическое рентгеновское излучение. Формула Мозли.
15. Корпускулярные свойства света. Фотоны. Вычисление энергии, импульса и массы фотона.
16. Корпускулярные свойства света. Давление света. Объяснение существования давления света с волновой и квантовой точек зрения.
17. Квантово-волновой дуализм. Корпускулярное и волновое представления об ЭМВ.
18. Атомная и ядерная физика. Опыт Резерфорда. Планетарная модель атома. Её недостатки.
19. Атомная и ядерная физика. Постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору. Вывод формул для радиуса и скорости электрона в атоме водорода.
20. Атомная и ядерная физика. Квантование энергии электрона в атоме водорода. Вывод формул для кинетической, потенциальной и полной энергий электрона в атоме водорода по Бору.
21. Атомная и ядерная физика. Виды спектров. Серии линий в спектре водорода. Сериальная формула. Вывод сериальной формулы через постулаты Бора.
22. Атомная и ядерная физика. Корпускулярно-волновой дуализм. Длина волны де Бройля.
23. Атомная и ядерная физика. Понятие волновой функции, её физический смысл.
24. Атомная и ядерная физика. Уравнение Шредингера, его физический смысл. Одномерное стационарное уравнение Шредингера.
25. Атомная и ядерная физика. Частица в потенциальной яме. Квантование энергии частицы. Расчёт вероятности нахождения частицы в разных областях потенциальной ямы.
26. Атомная и ядерная физика. Атом в квантовой механике. Квантовые числа.
27. Атомная и ядерная физика. Модели ядра. Состав атомного ядра. Зарядовое и массовое числа. Нуклоны. Понятие и расчёт энергии связи, удельной энергии связи.
28. Атомная и ядерная физика. Радиоактивность. Виды радиоактивности. Закон радиоактивного распада.
29. Атомная и ядерная физика. Ядерные реакции деления. Обоснование возможности получения энергии при делении ядер. Энергия ядерной реакции.
30. Атомная и ядерная физика. Термоядерные реакции (реакции синтеза). Обоснование возможности получения энергии при слиянии ядер Энергия термоядерной реакции.
31. Атомная и ядерная физика. Ядерный реактор. Строение, принцип действия.
32. Атомная и ядерная физика. Термоядерный реактор. ТОКАМАК. Проект ITER.
33. Атомная и ядерная физика. Атомная бомба. Строение, принцип действия.
заочная форма обучения
Коллоквиум №1
1. Напряженность электрического поля. Вектор напряженности поля точечного заряда и систем зарядов. Силовые линии.
2. Электрическое поле диполя и системы зарядов на больших расстояниях.
3. Дискретное и непрерывное распределение зарядов. Линейная, поверхностная и объемная плотность зарядов.
4. Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона.
5. Поток вектора напряженности электрического поля. -Г.
6. Вычисления и графики напряженности электрического поля:
-равномерно заряженной линии;
- равномерно заряженной плоскости.
7. Вычисления и графики напряженности электрического поля:
- равномерно заряженного шара;
- равномерно заряженной сферы.
8. Работа электрического поля при перемещении зарядов. Условия потенциальности.
9. Потенциал, разность потенциалов электрического поля:
-равномерно заряженной линии;
- равномерно заряженной плоскости;
10. Потенциал, разность потенциалов электрического поля:
- равномерно заряженного шара;
- равномерно заряженной сферы.
11. Электрическое поле в полярных и неполярных диэлектриках. Поляризация.
12. Вектора поляризации и электрического смещения.
13. Электрическое поле на границе двух диэлектриков.
14. Сегнетоэлектрики.
15. Энергия взаимодействия электрических зарядов.
16. Энергия и плотность энергии заряда конденсатора.
17. Электроемкость. Конденсаторы.
Коллоквиум № 2
1. Электрический ток. Условия, необходимые для существования тока. Сила и плотность электрического тока.
2. Закон Ома в дифференциальной форме. Его вывод для металлов по классической электронной теории проводимости.
3. Электродвижущая сила. Роль источника ЭДС в электрической цепи. Закон Ома для участка электрической цепи с Э. Д.С. и для частных случаев. Сопротивление проводников. Удельное сопротивление, его зависимость от температуры. Сверхпроводимость.
4. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца, его дифференциальная форма. Вывод закона Джоуля-Ленца для металлов по классической электронной теории проводимости.
5. Магнитное поле, его свойства. Векторы индукции и напряженности магнитного поля. Силовые линии магнитного поля. Примеры. Закон Био-Савара-Лапласа.
6. Магнитное поле проводника с током. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого проводника с током
7. Магнитное поле проводника с током. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле витка с током.
8. Действие магнитного поля на токи и заряды. Закон Ампера и сила Лоренца. Движение зарядов в магнитном поле.
9. Контур с током в магнитном поле. Момент силы и работа, совершаемая при повороте контура в магнитном поле.
10. Циркуляция и дивергенция вектора магнитной индукции. Непотенциальность магнитного поля. Закон полного тока.
11. Магнитное поле соленоида. Вычисление индукции этого поля с применением закона полного тока. Магнитное поле тороида.
12. Магнитное поле в веществе. Виды магнетиков.
13. Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции в проводнике, движущемся в магнитном поле.
14. Токи Фуко. Примеры практического применения. Вредное действие.
15. Явление самоиндукции. Индуктивность. Вычисление индуктивности соленоида. Э. Д.С. самоиндукции
16. Ток самоиндукции при замыкании и размыкании электрической цепи.
17. Явление взаимоиндукции. Принцип действия генератора переменного тока и трансформатора.
18. Уравнения электромагнитного поля (уравнения Максвелла).
19. Электромагнитные колебания. Колебательный контур. Свободные колебания в идеальном контуре.
20. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии.
21. Электромагнитные волны, как следствие теории Максвелла. Опыты Герца. Свойства электромагнитной волны. Фазовая скорость. Вектор Пойнтинга.
Задачи к экзамену
2 семестр
Б-1. Найти среднюю длину свободного пробега l молекул воздуха при нормальных условиях. Диаметр молекул воздуха s =0,3 нм.
Б-2. Камень, брошенный горизонтально, через время t=0,5с после начала движения имел скорость V, в 1.5 раза большую скорости V0 в момент бросания. С какой скоростью V0 брошен камень?
Б-3. На автомобиль массой m=1т во время движения действует сила трения Fтр, равная 0,1 действующей на него силы тяжести mg. Найти силу тяги F, развиваемую мотором автомобиля, если автомобиль движется с ускорением а=1м/с2 в гору с уклоном 1 м на каждые 25м пути.
Б-4. Молекула массой m=4,65´10-26кг, летящая со скоростью v=600м/с, ударяется о стенку сосуда под углом a=600 к нормали и упруго отскакивает от нее без потери скорости. Найти импульс силы FΔt, полученный стенкой за время удара.
Б-5. Уравнение движения точки дано в виде x= 2sin (π/2´t+π/4) см. Найти период колебания Т, максимальную скорость Vmax и максимальное ускорение amax.
Б-6. Колесо, вращаясь равноускоренно, достигло угловой скорости ω=20 рад/с через N=10 об после начала вращения. Найти угловое ускорение ε колеса.
Б-7. Человек массой m1=60 кг, бегущий со скоростью V1=8 км/ч, догоняет тележку массой m2=80кг, движущуюся со скоростью V2=2,9 км/ч, и вскакивает на нее. С какой скорость u будет двигаться тележка? С какой скоростью будет двигаться тележка, если человек бежал ей навстречу?
Б-8. Тело брошено со скоростью V0=14,7 м/с под углом α=300 к горизонту. Найти нормальное αn и тангенсальное ατ ускорение тела через время t=1,25 с после начала движения.
Б-9. Точка движется по окружности радиусом R=10 см с постоянным тангенсальным ускорением ατ. Найти тангенсальное ускорение ατ точки, если известно, что к концу пятого оборота после начала движения линейная скорость точки v=79,2 см/с.
Б-10. Маховик, момент инерции которого J=63,6 кг´м2, вращается с угловой скоростью ω=31,4 рад/с. Найти момент сил торможения М, под действием которого маховик останавливается через время t=20 с. Маховик считать однородным диском.
Б-11. Камень, брошенный горизонтально, через время t=0,5с после начала движения имел скорость υ, в 2 раза большую скорости υх в момент бросания.
Найти радиус кривизны траектории камня в этот момент времени.
Б-12. Найти угловую скорость ω искусственного спутника Земли, движущегося по круговой орбите с периодом вращения Т=88 мин. Какова линейная скорость υ движения этого искусственного спутника, если известно, что его орбита расположена на расстоянии h=200 км. от поверхности Земли?
Б-13. Найти амплитуду А и начальную фазу φ гармонического колебания, полученного от сложения одинаково направленных колебаний, данных уравнениями х1=0,02 sin( 5πt+π/2)м и х2=0,03 sin(5πt+π/4)м .
Б-14. Плотность некоторого газа ρ=0,06 кг/м3, средняя квадратичная скорость его молекул 500м/с. Найти давление ρ, которое газ оказывает на стенки сосудов.
Б-15. Удельная теплоемкость некоторого двухатомного газа ср=14,7 кДж/(кг´К). Найти молярную массу μ этого газа.
Б-16. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А=73,5 кДж. Температура нагревателя t1=1000C, температура холодильника t2=00C. Д. цикла, количество теплоты Q1, получаемое машиной за один цикл от нагревателя, и количество теплоты Q2, отдаваемое за один цикл холодильнику.
Б-17. Найти плотность p водорода при температуре t=150С и давлении р=97,3 кПа.
Б-18. Какое количество молекул n содержит единица объема сосуда при температуре t=100С и давлении р=1,33´10-9 Па?
Б-19. К ободу диска массой m=5 кг приложена касательная сила F=19,6 H. Какую кинетическую энергию Wк будет иметь диск через время t=5 с после начала действия силы?
4 семестр
1. Расстояние между двумя когерентными источниками света (λ = 0,5 мкм) равно 0,1 мм. Расстояние между светлыми полосами на экране в средней части интерференционной картины ∆y = 1см. Определить расстояние от источника до экрана.
2. Сколько длин волн монохроматического света с частотой колебаний υ = 5·1014 с–1 уложится на пути длиной l = 1,2 мм в вакууме и в стекле?
3. Какова толщина мыльной пленки, если при наблюдении ее в отраженном свете она представляется зеленой (λ = 500 нм), когда угол между нормалью и лучом зрения равен 35°?
4. Собирающаяся линза положена на плоскую стеклянную пластинку. Диаметры 5-го и 15-го темных колец Ньютона, наблюдаемых в отраженном свете (λ = 589 нм), равны 0,7 мм и 1,7 мм. Определить радиус кривизны поверхности линзы, обращенной к пластинке.
5. Найти радиус кривизны линзы, если при падении нормально к поверхности линзы монохроматического света (λ = 660 нм) расстояние между 5-м и 25-м наблюдаемыми в отраженном свете светлыми кольцами равно 8 мм.
6. Радиусы двух соседних темных колец равны 4,00 мм и 4,38 мм. Радиус кривизны линзы 6,4 м. Найти порядковые номера колец и длину волны падающего света, если наблюдение ведется в отраженном свете.
7. Определить радиус кривизны линзы, если в отраженном свете расстояние между 1-м и 2-м светлыми кольцами Ньютона равно 0,5 мм (λ = 589 нм).
8. Радиус кривизны плосковыпуклой линзы R = 4 м. Чему равна длина волны падающего света, если радиус 5-го светлого кольца Ньютона в отраженном свете равен 3,6 мм?
9. Найти радиус кривизны плосковыпуклой линзы, которая вместе с пластинкой позволяет наблюдать кольца Ньютона при освещении желтой линией натрия (λ = 589 нм), если в проходящем свете расстояние между 5-м и 6-м светлым кольцом равно 2 мм.
10. Расстояние между щелями в опыте Юнга равно 0,5 мм и длина волны падающего света равна 550 нм. Каково расстояние L от щели до экрана, если расстояние между соседними темными полосами на нем равно 1 мм?
11. В опыте Юнга на пути одного луча помещалась тонкая стеклянная пластинка с показателем преломления 1,5, имеющая толщину 12 мкм. На пути второго луча помещалась другая пластинка той же толщины. Определить ее показатель преломления, если при освещении светом с λ = 0,6 мкм смещение составило 4 полосы.
12. В опыте с интерферометром Майкельсона для смещения картины на 500 полос потребовалось переместить зеркало на расстояние 0,161 мм. Найти длину волны интерферирующего света.
13. Для измерения показателя преломления аммиака в одно из плеч интерферометра Майкельсона поместили цилиндрический сосуд с аммиаком длиной l = 14 см. При этом интерференционная картина сместилась на 180 полос. Найти показатель преломления аммиака, если длина волны λ = 0,59 мкм.
14. На мыльную пленку (n = 1,33) падает белый свет под углом 45°. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый цвет (λ = 6·10–5 см) ?
15. На дифракционную решетку нормально падает свет от натриевого пламени (λ = 589 мкм). При этом для спектра третьего порядка получается угол отклонения 10°11´. Какова длина волны, для которой угол отклонения во втором порядке равен 6°16´?
16. Чему должно быть равно число штрихов на 1 мм длины решетки, чтобы в направлении 40° совпадали максимумы двух линий с длинами волн: 656,3 нм и 410,2 нм? Свет на решетку падает нормально.
17. Дифракционная решетка имеет 250 штрихов на 1 мм. Под каким углом линия кальция (λ = 612 нм) во втором дифракционном максимуме совпадает с другой линией кальция из третьего порядка? Определить также длину волны второй линии.
18. Определить период дифракционной решетки, если угол, под которым видна красная линия водорода (λ = 656 нм) во втором порядке, равен 15°.
19. На щель падает нормально параллельный пучок монохроматического света. Длина волны падающего света укладывается в ширине щели 6 раз. Под каким углом будет наблюдаться третий дифракционный минимум света?
20. На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки, наполненной водородом. Чему должна быть равна постоянная дифракционной решетки, чтобы в направлении φ = 41° совпадали две линии: λ1 = 6563 Å и λ2 = 4102 Å?
21. Найти угол отклонения наибольшего порядка спектра для желтой линии натрия λ = 5890 Å, если постоянная дифракционной решетки равна 2 мкм.
22. Между точечным источником света (λ = 500 нм) и экраном на половине расстояния между ними поместили диафрагму с отверстием диаметром 2 мм. Темным или светлым будет центр дифракционной картины на экране, если расстояние между источником света и экраном равно 2 м?
23. Какое число зон Френеля закрывает диск диаметром 2,6 мм, помещенный посередине между точечным источником света и экраном, отстоящим от источника на расстоянии 15 м?
24. Между точечным источником света (λ = 500 нм) и экраном поместили диафрагму с круглым отверстием диаметром 2 мм. Расстояние от диафрагмы до источника и экрана соответственно а = 1 м и b = 2 м. Как изменится освещенность в центре экрана, если диафрагму убрать?
25. Точечный источник света с λ = 500 мкм расположен на расстоянии 1 м перед диафрагмой с круглым отверстием диаметром 2 мм. Найти расстояние от диафрагмы до точки наблюдения, для которой число зон Френеля равно 3.
26. Между точечным источником света (λ = 0,5 мкм) и экраном поместили диафрагму с круглым отверстием радиуса r = 1,0 мм. Расстояние от диафрагмы до источника и экрана равны соответственно R = 1,00 м и r0 = 2,0 м. Как изменится освещенность экрана в точке Р, лежащей против центра отверстия, если диафрагму убрать?
27. На расстоянии 2 м от точечного источника света с длиной волны λ = 5,9·107 м расположен непрозрачный экран с небольшим отверстием. Вычислить радиус центральной зоны Френеля, если наблюдатель расположен в 3 м от отверстия.
28. На дифракционную решетку, содержащую N = 400 штрихов на ∆l = 1,00 мм, падает нормально монохроматический свет (λ = 0,60 мкм). Найти общее число κ дифракционных максимумов, которые дает эта решетка, и угол отклонения φ последних максимумов.
29. Солнечный свет падает перпендикулярно на черный склон угольного карьера. Солнечная постоянная равнакал/(м² · мин). Какова максимальная температура этой поверхности, если степень черноты угля 0,9?
30. Черный шар радиусом 10 см поддерживается при температуре 60°С, температура окружающей среды равна 20°С. Какова подводимая к шару тепловая мощность?
31. Определить какое напряжение нужно приложить к концам вольфрамовой нити диаметром 0,5 мм и длиной 40 см, чтобы накалить ее до 3600 К. Степень черноты вольфрама при этих условиях принять равной 0,8.
32. Поток энергии, излучаемый из смотрового окна плавильной печи равен 34 Вт. Определить температуру печи, если площадь окна 6 см².
33. Вследствие изменения температуры абсолютно черного тела максимум спектральной плотности энергетической светимости сместился с 2,4 мкм до 800 нм. Как и во сколько раз изменилась энергетическая светимость тела и максимальное значение спектральной плотности энергетической светимости?
34. Максимальное значение спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела равно 4,16·1011Вт/м³. На какую длину волны оно приходится?
35. Максимум спектральной плотности энергетической светимости в спектре абсолютно черного тела приходится на длину волны в 1,5 мкм. На какую длину волны сместится максимум, если температура уменьшится на 100° С?
36. Сколько квантов видимого света излучается в 1 с 100-ватной лампой накаливания, если в видимый свет переходит 5 % потребляемой энергии? Принять длину волны видимого света 5600 Å.
37. Исследование спектра излучения Солнца показывает, что максимум спектральной плотности излучения соответствует длине волны λ = 500 нм. Принимая Солнце за абсолютно черное тело, определить: 1) излучательность RЭ Солнца; 2) поток энергии Ф, излучаемый Солнцем.
38. Подсчитать мощность электрического тока, необходимого для накаливания нити диаметром 1 мм и длиной 20 см до температуры 3500 К. Степень черноты вольфрама принять равной 0,8.
39. Мощность излучения Земли в космос принимается равной 91 Дж/м²·с. Какова температура абсолютно черного тела, имеющего ту же мощность излучения? Какова степень черноты для Земли, если средняя ее температура 300 К?
40. При увеличении термодинамической температуры Т абсолютно черного тела в два раза длина волны λm, на которую приходится максимум спектральной плотности излучательности (rλ, T) mах, уменьшилась на Δλ = 400 нм. Определить начальную и конечную температуры Т1 и Т2.
41. Муфельная печь потребляет мощность 0,5 кВт. Температура ее внутренней стенки при открытом отверстии диаметром 5 см равна 700°С. Какая часть потребляемой мощности рассеивается стенками?
42. Определить температуру Т, при которой излучательность RЭ абсолютно черного тела равна 10 кВт/м².
43. Принимая коэффициент черноты aТ угля при температуре Т = 600 К равным 0,8, определить: 1) излучательность RЭ угля; 2) энергию W, излучаемую с поверхности угля площадью S = 5 см² за время t = 10 мин.
44. Абсолютно черное тело находится при температуре Т1 = 2900 К. В результате остывания этого тела длина волны, на которую приходится максимум излучательной способности, изменилась на ∆λ = 9 мкм. До какой температуры Т2 охладилось тело?
45. Найти массу и импульс фотона видимого света (l = 5000 Å).
46. Какую длину волны должен иметь фотон, чтобы его масса была равна массе покоя электрона?
47. Найти импульс фотона видимого света (l = 5000 Å). Сравнить его с импульсом молекулы водорода при комнатной температуре. Масса молекулы водорода М = 2,35·10–24 г.
48. Какая часть энергии фотона, вызывающего фотоэффект, расходуется на работу выхода, если наибольшая скорость электронов, вырываемых с поверхности цинка, составляет 106 м/с. Красная граница фотоэффекта для цинка соответствует длине волны 29×10–8м.
49. При поочередном освещении поверхности некоторого металла светом с длинами волн l1 = 0,35 мкм и l2 = 0,54 мкм обнаружили, что соответствующие максимальные скорости электронов отличаются друг от друга в 2 раза. Найти работу выхода с поверхности этого металла.
50. Наибольшая длина волны света, при которой может наблюдаться фотоэффект для калия, равна 6,2×10–5см. Найти работу выхода электронов из калия.
51. Выразить энергию светового кванта через его импульс и массу.
52. Средняя длина волны излучения лампочки накаливания с металлической спиралью равнаÅ. Найти число фотонов, испускаемых 200-ваттной лампочкой в единицу времени.
53. При какой длине волны импульс фотона равен импульсу молекулы водорода при комнатной температуре? Масса молекулы водорода М = 2,35·10–24 г.
54. Кванты света с энергией ε = 4,9 эВ вырывают фотоэлектрон из металла с работой выхода А = 4,5 эВ. Найти максимальный импульс, передаваемый поверхности металла при вылете электрона.
55. Найти частоту света, вырывающего с поверхности некоторого металла электроны, которые полностью задерживаются обратным потенциалом в 3 В. Фотоэффект у данного металла начинается при частоте падающего света в 6·1014 Гц. Найти работу выхода электрона из этого металла.
56. Чему равна длина волны де Бройля для электрона с кинетической энергией в 24,6 эВ (энергия ионизации атома гелия)? Нужно ли учитывать волновые свойства вещества при изучении движения электронов в атоме гелия?
57. Пользуясь теорией Бора, вывести формулу, определяющую радиус n-ой орбиты электрона и его скорость на ней.
58. Вычислить круговую частоту обращения электрона на второй боровской орбите иона He+.
59. Вычислить первый потенциал возбуждения атома водорода.
60. Определить кинетическую и потенциальную энергию электрона, находящегося на первой боровской орбите.
61. Фотон с энергией 16,5 эВ выбил электрон из невозбужденного атома водорода. Какую скорость будет иметь электрон вдали от ядра атома?
62. Определить наибольшую и наименьшую длины волн в первой инфракрасной серии спектра водорода (серии Пашена).
63. Определить наибольшее и наименьшее значение энергии фотона в ультрафиолетовой серии спектра водорода (серии Лаймана).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 |
