Вариант 23

Задача 1. Во сколько раз в опыте Юнга нужно изменить расстояние до экрана, чтобы 5-я светлая полоса новой интерференционной картины оказалась на том же расстоянии от нулевой, что и 3-я в прежней картине? Задача 2. Плосковыпуклая стеклянная линза с фокусным расстоянием F -1 м лежит выпуклой стороной на стеклянной пластинке. Радиус пятого темного кольца Ньютона в отраженном свете r= 1,1 мм. Определить длину волны λ.

Задача 3. Дифракционная решетка освещена нормально падающим монохроматическим светом. В дифракционной картине максимум второго порядка отклонен на угол φ₁ = 14⁰. На какой угол φ₂ отклонен максимум третьего порядка?

126

Задача 4. Угол α между плоскостями пропускания поляризатора и

анализатора равен 45°. Во сколько раз уменьшится интенсивность света

выходящего из анализатора, если угол увеличить до 60°?

Задача 5. Поток излучения абсолютно черного тела равен 10 кВт,

максимум энергии излучения приходится на длину волны λ_m= 0,8 мкм.

Определить площадь S излучающей поверхности.

Задача 6. На поверхность лития падает монохроматический свет (λ = 310

нм). Чтобы прекратить эмиссию электронов, нужно приложить

задерживающую разность потенциалов U не менее 1,7 В. Определить

работу выхода А.

Задача 7. Определить скорость V электрона на второй орбите атома

водорода.

Задача 8. Вычислить энергетический эффект Q реакции ₄Ве⁹ + ₂Не⁴  ₆С¹²

+ ₀n¹.

Задача 9. На стеклянную пластину положена выпуклой стороной

плосковыпуклая линза. Сверху линза освещена монохроматическим

светом длиной волны λ = 500 нм. Найти радиус R линзы, если радиус

четвертого, темного кольца Ньютона в отраженном свете r4 — 1 мм.

Задача 10. На тонкий стеклянный клин падает нормально параллельный

пучок Света с длиной волны λ = 500 нм. Расстояние между соседними

темными интерференционными полосами в отраженном свете b = 0,5 мм

Определить угол θ между поверхностями клина. Показатель преломления

стекла, из которого изготовлен клин, n = 1,6.

Задача 11. Пластинку кварца толщиной d = 2 мм поместили между

параллельными николями, в результате чего плоскость поляризации

монохроматического света повернулась на угол φ = 53°. Какой наименьшей

толщины d_min следует взять пластинку, чтобы поле зрения поляриметра

стало совершенно темным.

Задача 12. Зачерненный шарик остывает от температуры 27°С до 20°С.

Насколько изменилась длина волны, соответствующая максимуму

спектральной плотности его энергетической светимости?

Задача 13. Вычислить энергию ядерной реакции ⁷Li(¹H, n) ⁷Ве.

Задача 14. В одном акте деления ядра урана U²³⁵ освобождается энергия

200 МэВ. Определить: 1) энергию, выделяющуюся при распаде всех ядер

этого изотопа урана массой m = 1 кг; 2) массу каменного угля с удельной

теплотой сгорания q = 29,3 МДж/кг, эквивалентную в тепловом отношении

1 кг урана U.

Задача 15. На сколько процентов уменьшится активность изотопа иридия

₇₇Ir^192: за время t = 15 сут?

Задача 16. Найти массу m₁ урана ²³⁸U, имеющего такую же активность, как

стронции ⁹⁰Sr массой m₂ = 5 мг. .

127

Вариант 24

Задача I. Расстояние между щелями в опыте Юнга l = 0, 5 мм и λ = 550 нм. Какое расстояние от щелей до экрана, если расстояние между соседними темными полосами на нем равно 1 мм?

'Задача 2. На стеклянный клин нормально к его грани падает Монохроматический свет с длиной волны λ = 0,6 мкм. В возникшей при Этом интерференционной картине на отрезке l= 1 см наблюдается 10 полос. Определить преломляющий угол α клина.

Задача 3. Какова должна быть ширина щели а, чтобы первый дифракционный минимум наблюдался под углом 45° при освещении: 1) красным светом (λ₁ = 760 нм); 2) синим светом (λ₂ - 440 нм)?

Задача 4. Сколько штрихов на одном мм должна иметь дифракционная решетка, чтобы угол φ = 75° соответствовал максимуму 5-го порядка для света с длиной волны λ = 500 нм ?

Задача 5. Угол между плоскостями пропускания поляроидов равен 50°. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в n = 8 раз. Пренебрегая потерями света при отражении, определить коэффициент поглощения К света в поляроидах.

Задача 6. Из смотрового окошечка печи излучается поток Ф_с — 4 кДж/мин. Определить температуру T печи, если площадь окошечка S = 8 см² .

Задача 7. Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта λ₀ = 307 нм и максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона равна 1эВ.

Задача 8. Определить наименьшую и наибольшую энергии фотона в ультрафиолетовой серии спектра водорода (серии Лаймана).

Задача 9. На тонкую пленку в направлении нормали к ее поверхности падает монохроматический свет с длиной волны λ = 500 нм. Отраженный от нее свет максимально усилен вследствие интерференции. Определить минимальную толщину d_min пленки, если показатель преломления материала пленкц n равен 1,4.

Задана 10. Между двумя плоскопараллельными пластинами на расстоянии L = 10 см от границы их соприкосновения находится проволока диаметром d = 0,01 мм, образуя, воздушный клин. Пластины освещаются нормально падающим монохроматическим светом (λ = 0,6 мкм). Определить ширину b интерференционных полос, наблюдаемых в отраженном свете.

Задача11. Какое наименьшее число N_min штрихов должна содержать дифракционная решетка, чтобы в спектре второго порядка можно было видеть раздельно две желтые линии натрия с длинами волн λ₁ = 589,0 нм и λ_г = 589,6 нм? Какова длина такой решетки, если постоянная решетки d = 5 мкм?

Задача 12. При прохождении света через трубку длиной l₁ = 20 см, содержащую раствор сахара концентрацией C₁ = 10%, плоскость

128

поляризации света повернулась на угол φ₁ = 13,3°. В другом растворе

сахара, налитом в трубку длиной l₂ = 15 см, плоскость поляризации

повернулась на угол φ₂ = 5,2°. Определить концентрацию C₂ второго

раствора.

Задача 13. Исследование спектра излучения Солнца показывает, что

максимум спектральной плотности энергетической светимости

соответствует длине волны λ= 500 нм. Принимая Солнце за черное тело,

определить: а) энергетическую светимость Солнца; б) поток энергии,

излучаемый Солнцем.

Задача 14. Счетчик α-частиц, установленный вблизи радиоактивного

изотопа, при первом измерении регистрировал N₁= 1400 частиц в минуту,

а через время t = 4 ч - только N₂ = 400. Определить период полураспада

Т_1/2 изотопа.

Задача 15. Определить энергию, необходимую для разделения ядра Ne на

две α-частицы и ядро ¹²С. Энергии связи на один нуклон в ядрах ²⁰Ne, ⁴He

и ¹²С равны соответственно 8,03; 7,07 и 7,68 МэВ.

Задача 16. Определить, какая доля радиоактивного изотопа ₈₉Ac²²⁵

распадается в течение времени t = 6 сут.

Вариант 25

Задача 1. Сначала вертикальную мыльную пленку наблюдают в

отраженном свете через красное стекло (λ₁ = 6,3*10^-7 м). При этом

расстояние между соседними красными полосами равно 3 мм. Затем эту

пленку наблюдают через синее стекло (λ₂ = 4*10^-7 м). Найти расстояние

между соседними синими полосами.

Задача 2. На дифракционную решетку, содержащую 400 штрихов на 1 мм,

падает нормально монохроматический свет (λ= 0,6 мкм). Найти общее

число дифракционных максимумов, которые дает эта решетка. Определить

угол φ дифракции, соответствующий последнему максимуму.

Задача 3. Во сколько раз ослабляется интенсивность света, проходящего

через два николя, плоскости пропускания которых образуют угол α = 30°,

если в каждом из николей в отдельности теряется 10% интенсивности

падающего на него света.

Задача 4. Определить температуру Т и энергетическую светимость

(излучательность) абсолютно черного тела, если максимум энергии

излучения приходится на длину волны λ_m = 600 нм.

Задача 5. На цинковую пластину падает монохроматический свет с длиной

волны λ = 220 нм. Определить максимальную скорость V_max

фотоэлектронов.

Задача б. Определить частоту v вращения электрона на второй орбите

атома водорода.

129

Задача 7. Найти наибольшую λ_max и наименьшую λ_min длины волн первой инфракрасной серии спектра водорода (серии Пашена).

Задача 8. За один год начальное количество радиоактивного изотопа уменьшилось в три раза. Во сколько раз оно уменьшится за два года?

Задача 9. На поверхность дифракционной решетки нормально к ее: поверхности падает монохроматический свет. Постоянная дифракционной решетки в n = 4,6 раза больше длины световой волны. Найти общее число М дифракционных максимумов, которые теоретически можно наблюдать в данном случае.

Задача 10. На дифракционную решетку, содержащую 600 штрихов на миллиметр, падает нормально белый свет. Спектр проецируется помещенной вблизи решетки линзой на экран. Определить длину λ спектра первого порядка на экране, если расстояние от линзы до экрана L = 1,2 м. Границы видимого спектра: λ_кр = 780 нм, λ_ф = 400 нм.

Задача 11. Пучок света переходит из жидкости в стекло. Угол падения пучка равен 60°, угол преломления 50°. При каком угле падения пучок света, отраженный от границы раздела этих сред, будет максимально поляризован?

Задача 12. Угол между плоскостями пропускания поляроидов равен 50°. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в n = 8 раз. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент поглощения k света в поляроидах.

Задача 13. Вычислить истинную температуру Т вольфрамовой раскаленной ленты, если радиационный пирометр показывает температуру Т_рад = 2,5 кК. Принять, что поглощательная способность для вольфрама не зависит от частоты излучения и равна а = 0,35.

Задача 14. Определить потенциал ионизации атома водорода.

Задача 15. Из каждого миллиона атомов радиоактивного изотопа каждую секунду распадается 200 атомов. Определить период полураспада Т_1/2 изотопа.

Задача 16. Какое количество урана ₉₂U²³⁵ расходуется в сутки на атомной электростанции мощностью 5000 кВт? КПД принять равным 17%. Считать, что при каждом акте распада выделяется энергия, равная 200МэВ.

130

1 бар =105 Па 1атм=1,01105Па Напряжение (механическое) 1 кгс/мм2 = 9,81 • 106 Па Частота вращения 1 об/с = 1,01 с -1 1 об/мин =1/60 с-1 Волновое число 1 см-1 = 100 м-1 Единицы величин молекулярной физики и термодинамики Концентрация частиц 1 см-3 =106 м-3 Теплота (количество теплоты) 1кал = 4,19Дж 1 ккал = 4,39*1О3Дж Единицы электрических и магнитных величин Электрический момент диполя 1 Д =3,34*10-30 Кл*м Удельное электрическое сопротивление 1 Ом*мм2/м = 10-6 Ом*м Магнитная индукция 1 Гс = 10-4 Тл Магнитный поток 1 Мкс = 10-8 Вб Напряженность магнитного поля 1 Э = =79,6 А/м Единицы световых величин и величин энергетической фотометрии Освещенность 1 фот = 104 лк Единицы величин, ионизирующих излучений Доза излучения (поглощенная доза излучения) 1 рад = 0,01 Гр Мощность дозы излучения (мощность поглощенной дозы излучения) 1 рад/с = 0,01 Гр/с 1 рад/ч = 2,78*10-6 Гр/с Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучений 1 Р = 2,58*10-4 Кл/кг Мощность экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучения 1Р/мин = 4,30*10-6 А/кг 1Р/ч = 7,17*10-8А/кг Активность нуклида в радиоактивном источнике (активность изотопа) 1 расп./с = 1 Бк 1Ки = 3,7О*1О1ОБк Плотность потока ионизирующих частиц 1 част./(с*м2) =1с-1м-2 132

4. Диэлектрическая проницаемость ε

Вода 81

Масло 2,2

Парафин 2,0

Слюда 7,0

Стекло 7,0

Фарфор 5,0

Эбонит 3,0

5. Удельное сопротивление р и температурный коэффициент α проводников

Вещество	р при	20°С, нОм-м	α, °С-1
Железо	98		6,2*10-3
Медь	17		4,2*10-3
Алюминий	26		3,6*10-3
Графит	3,9*10-3		0,8*10-3

6. Показатели преломления n

Алмаз 2,42

Вода 1,33

Масло коричное 1,60

Сероуглерод 1,63

Стекло 1,50

7. Работа выхода электронов из металла

Металл	А,эВ	А*10-19, Дж
Калий	2,2	3,5
Литий	2,3	3,7
Натрий	2,5	4,0
Платина	6,3	10,1
Серебро	4,7	7,5
Цинк	4,0	6,4

134

8. Масса нейтральных атомов

Элемент	порядковый номер	изотоп	Масса, а.е.м.
	0	N	1,00867
(Нейтрон)	1	1Н	1,00783
Водород		2H	2,01410
		3H	3.01605
	2	3Не	3,01603
Гелий		4He	4,00260
	3	6Li	6,01513
Литий		7Li	7,01601
	4	7Be	7,01693
Бсриллий		9Be	9,01219
		10Be	10,01354
	5	9B	9,01333
Бop		10В	10,01294
		11В	11,00931
	6	10C	10,00168
		12С	12,00000
Углерод		13С	13,00335
		|4С	14,00324
	7	13N	13,00574
Азот		14N	14,00307
		15N	15,000!!
	8	160	15,99491
Кислород		170	16,99913
		18O	17,99916
Фтор	9	19F	18,99840
	11	22Na	21,99444
Натрий		23Na	22,98977
Магний	12	23Mg	22,99414
Алюминий	13	30А1	29,99817
Кремний	14	3lSi	30,97535
Фосфор	15		30,97376
Калий	19	31К	40,96184
Кальций	20	44Са	43,95549
Свинец	82	206Pb	205,97446
Полоний	84	210Ро	209,98297

135

Масса электрона m_C =9,11*10^-31 кг

Удельный заряд электрона е/m = 1,76*10¹¹ Кл/кг

Скорость Света в вакууме e = 3,00*10⁸ м/с

Постоянная Стефана - Больцмана δ = 5,67*10 ^-8 Вт/(м²-К⁴)

Постоянная закона смещения Вина С = 2,90 10 ^-3 мК

Постоянная Планка h = 6,63*10^-34 Дж-с

ħ= h/(2π) = 1,05*10^-34 Дж-с

Постоянная Ридберга R' = 1,10*10⁷ м^-1

R = 3,29*10¹⁵ c^-1

Радиус первой воровской орбита а = 5,29*10^-11 м

Комптоновская длина волны электрона λс = 2,43*10^-12 м

Магнетон Бора µ_B = 9,27*10 ^-24 Дж/Тл

Энергия ионизации атома водорода Ei = 2,16*10 ^-18 Дж

Атомная единица массы 1 а.е.м. = 1,66*10 ^-27кг

Ядерный магнетон µ_N = 5,05*10^-27 Дж/Тл