Физика (стр. 36 )

.

Здесь все массы следует выразить в атомных единицах массы. Масса атома изотопа водорода равна ; зарядовое число ядра этого изотопа ; масса нейтрона ; масса ядра изотопа лития ; для этого изотопа и (см. приложение). Подставляя эти данные в выражение для энергии связи, получим: .

Пример 15. Сколько атомов полония распадается за сутки из
1 млн атомов?

Решение. Период полураспада данного изотопа полония суток (см. приложение). По закону радиоактивного распада, . Здесь − число атомов, имевшихся в момент времени ; − число атомов по истечении времени t; – постоянная радиоактивного распада. Величина связана с периодом полураспада соотношением . Число ядер, распавшихся к моменту времени t, равно: . Подставив в это выражение данные задачи, получим:

(суток−1).

Пример 16. Найти энергию, выделяющуюся при ядерной реакции .

Решение. Тепловой эффект реакции равен:

.

Находим массы изотопов лития, водорода и гелия: ; ; (см. приложение). Отсюда .

Задачи для самостоятельного решения

К разделу «Фотометрия»

1. Лампы дневного освещения подвешены в теплицах на высоте 0.6 м. Норма освещенности для выращивания рассады 400 лк. Определить силу света ламп, если свет падает нормально к поверхности почвы. [144 кд]

2. Светильник имеет форму шара диаметром 20 см. Полный световой поток, равномерно испускаемый шаром, равен 2512 лм. Найти силу света этого светильника. [200 кд]

3. Интенсивность света, прошедшего через слой воздуха толщиной 1 км, уменьшилась в 2.7 раза. Определить коэффициент поглощения воздуха.

4. Определить полный световой поток, даваемый источником, если на расстоянии 2 м от него освещенность 15 лк. Силу света по всем направлениям считать одинаковой. [754 лм]

5. В лампе, дающей силу света 85 кд, светящимся телом является шарик диаметром 3 мм. Найти яркость лампы, если колба лампы из прозрачного стекла диаметром 6 см. Потерями света в оболочке колбы пренебречь.

6. Электрическая дуга ежесекундно потребляет 500 Дж электроэнергии, а лампа накаливания в 23 кд – 52.5 Дж. Дуга и лампа дают одинаковую освещенность плоскости, если дугу расположить на расстоянии 90 см, а лампу на расстоянии 15 см от плоскости. Считая источники точечными, определите, какой источник света более экономичен. [Дуга экономичнее]

7. Определите светимость волоска электрической лампы, если излучаемый световой поток равен 400 лм, длина волоска 60 см, диаметр его 0.04 мм.

8. Над полусферой находится точечный источник света, сила света источника 50 кд. Высота источника от нижней точки полусферы равна диаметру. Определить освещенность в точке полусферы, в которую лучи падают под углом 35°. Радиус полусферы 1 м. [15.3 лм]

9. Вычислить и сравнить между собой силы света раскаленного добела металлического шарика яркостью и шарового светильника яркостью , если диаметр шарика 2 мм, диаметр светильника – 20 см. [9.4 кд; 157 кд]

10. Определить освещенность, светимость и яркость киноэкрана, равномерно рассеивающего свет во всех направлениях, если световой поток, падающий на экран из объектива киноаппарата . Размер экрана , коэффициент отражения 0.75.

К разделу «Геометрическая оптика»

1. Вогнутое сферическое зеркало дает на экране изображение предмета, увеличенное в 4 раза. Расстояние от предмета до зеркала 25 см. Определить радиус кривизны зеркала. [40 см]

2. Радиус кривизны вогнутого зеркала 50 см. Предмет высотой 15 см находится на расстоянии 1 м от зеркала. Определить расстояние от зеркала до изображения и его высоту. [− 20 см; 3 см]

3. Луч света переходит из стекла в воду. Угол падения луча на границу «стекло-вода» 30°. Определить угол преломления.

4. Луч света падает на боковую грань призмы перпендикулярно ее поверхности и выходит в воздух из другой грани, отклонившись на угол 25° от первоначального направления. Определить преломляющий угол призмы.

5. Фокусное расстояние собирающей линзы в воздухе равно 10 см. Чему оно равно в воде? [39 см]

6. Оптические силы объектива и окуляра микроскопа равны соответственно 100 и 20 дпт. Увеличение микроскопа равно 50. Каково будет увеличение микроскопа, если расстояние между объективом и окуляром увеличить на 2 см? [Г = 60]

7. На вогнутое сферическое зеркало с радиусом кривизны 0.2 м налили воду. Какова оптическая сила этой системы? [11.6 дпт]

8. Расстояние наилучшего зрения для близорукого глаза равна 9 см. Какие очки следует надеть, чтобы зрение приблизить к нормальному? [7 дпт]

9. Зрительная труба настроена для наблюдения Луны. Чтобы рассмотреть в нее предметы, расположенные на расстоянии 100 м, окуляр нужно передвинуть на 2.5 см. Чему равно фокусное расстояние объектива?

10. Телескоп, имеющий окуляр с фокусным расстоянием 50 мм, дает угловое увеличение в 60 раз. Каково угловое увеличение одного объектива, если убрать окуляр, а действительное изображение, созданное объективом, рассматривать невооруженным глазом с расстояния наилучшего зрения?[12 раз]

К разделу «Волновая оптика»

Интерференция

1. Для наблюдения интерференции от зеркал Френеля зеркала расположены под углом на расстоянии 4.9 м от экрана и 10 см от узкой щели, параллельной обоим зеркалам. Расстояние между соседними темными полосами на экране составило 2.5 мм. Определить длину волны источника света. [500 нм]

2. Каким будет расстояние между соседними светлыми полосами в интерференционной картине от зеркал Френеля предыдущей задачи, если щель освещать светом с длиной волны 600 нм? [3 мм]

3. Расстояние между щелями в опыте Юнга 0.5 мм, длина волны источника 550 нм. Каково расстояние щелей до экрана, если расстояние между соседними темными полосами на нем равно 1 мм? [91 см]

4. На пути одного из интерференционных лучей помещается стеклянная пластинка толщиной 12 мкм. Определить, на сколько полос сместится интерференционная картина, если показатель преломления стекла 1.5, длина волны света 750 нм и свет падает на площадку нормально. [на 8 полос]

5. В интерферометре Жамена помещены две одинаковые трубки с воздухом. При замене одной из них такой же трубкой с кислородом интерференционная картина сместилась на четыре полосы при длине волны света . Определить длину трубки, если , . [10 см]