МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

кафедра физики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ЗАОЧНИКОВ

4 семестра обучения

1. Общие методические указания к выполнению

контрольных работ

1. В течение третьего семестра студент-заочник выполняет контрольные работы №5 и №6 по дисциплине «Физика», а также выполняет лабораторные работы по данной дисциплине.

Контрольная работа №5 предусматривает решение задач. Последняя цифра зачетной книжки соответствует номеру варианта. Варианты заданий приведены в приложении 1.

Контрольная работа №6 заключается в написании конспекта по физике в соответствии с перечнем тем, приведенных в приложении 2. Объем конспекта должен составлять не менее 10 машинописных листов.

2. Контрольные работы нужно выполнять чернилами в школьной тетради в клетку или на листах формата А4. На обложке контрольных необходимо привести сведения по следующему образцу:

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

кафедра физики

Контрольная работа №5 (№6)

По дисциплине «Физика»

Вариант № __

выполнил: студент группа Б660121 ФИО___

номер зачетной книжки _____________

проверил: ФИО___

2. Условия задач переписать без сокращений. Все величины перевести в систему СИ. Каждую задачу следует писать с новой страницы. Для замечаний преподавателя на страницах тетради оставлять поля.

3. Решения задач следует сопровождать краткими пояснениями; в тех случаях, когда это необходимо, рисунками, выполненными карандашом с использованием чертежных принадлежностей.

4. При подстановке в расчетную формулу, а также при записи ответа, числовые значения величин следует записывать как произведение десятичной дроби с одной значащей цифрой перед запятой на десять в соответствующей степени, округляя ответ до трех значащих цифр. Например, вместо 456297 надо записать ; вместо 0,0004515 записать и т.п.

5. Ответ должен быть обязательно представлен с указанием единиц измерения искомой величины.

6. Выполненные контрольные работы студент представляет в деканат заочного факультета. Лабораторные работы студент непосредственно сдает своему преподавателю.

7. Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить ее на повторную рецензию, включив в нее те задачи, решения которых оказались неверными. Повторную работу необходимо представить вместе с незачтенной.

Вариант №1 Приложение 1

1. Д ва точечных когерентных источника радиоволн расположены на расстоянии L = 24 м друг от друга и испускают монохроматическую волну с λ = 5 м. В точке А на линии, соединяющей источники, наблюдается интерференционный максимум. На каком минимальном расстоянии от любого из источников волн может находиться точка А?

2. В отраженном вертикально вверх свете наблюдается радужное пятно разлитой бензиновой пленки. Какой может быть минимальная толщина этой пленки в месте, где видна красная полоска (_k = 800 нм)? Пленка разлита на горизонтальной стеклянной пластинке. Показатели преломления бензина n_б = 1,6, стекла – n_c = 1,8.

3. П лоская монохроматическая волна с длиной волны λ падает нормально на узкую щель ширины a = 7λ. За щелью нормально к падающей волне расположена линза, собирающая все лучи, выходящие из щели, на экране, расположенном в ее фокальной плоскости. Фокусное расстояние линзы f = м. Чему равно отношение ширины изображения щели на экране (расстояние между первыми дифракционными минимумами по обе стороны от главного максимума освещенности) к фокусному расстоянию f? Длина волны λ сравнима с величиной f.

4. Т очечный источник света S находится на расстоянии SO = L = 0,5 м от экрана. Посередине этого расстояния между источником и экраном ставят круглую непрозрачную преграду радиусом r = 0,25 мм ось которой совпадает с линией SO. Освещенность в точке О при этом увеличивается в 4 раза (максимальна). Какова длина волны  света, испускаемого источником?

5. Работа выхода электрона из цезия равна 1,8 эВ. Чему равен минимальный импульс фотона ( в кг×м/с), способного выбить из цезия электрон с кинетической энергией 2,7 эВ? с = 3×10⁸ м/с.

6. Испускательная способность некоторого равномерно нагретого тела в форме шара зависит от длины волны испускаемых электромагнитных волн по закону r(λ) = Aexp(-α), где А = 6×10^–3 Вт/м³, α = 1,2×10^–7 м^–1 - постоянные. Какую мощность излучает это тело, если площадь его поверхности равна S = 0,03 м²?

7. Во сколько раз длина волны де Бройля свободного электрона, движущегося со скоростью 2×10⁶ м/с, больше длины волны де Бройля электрона, движущегося в атоме водорода по стационарной орбите с радиусом 5,3×10^–11 м (основное состояние атома водорода)? Масса электрона m = 9,1×10^–31 кг, = 1,06106×10^–34 Дж×с.

8. Микрочастица, описываемая волновой функцией ψ = Asin(αx), где А = const, α = 8×10¹⁰ м^–1, имеет кинетическую энергию К = 5 эВ. Полагая = 10^–34 Дж×с, найти массу m микрочастицы.

9. Тонкий пучок атомов водорода в основном состоянии влетает в неоднородное магнитное поле с постоянным градиентом индукции |grad B| = 40 Тл/м. Вектор grad B направлен перпендикулярно оси пучка и за время t = 10^–4 с пролета в магнитном поле каждый из атомов отклоняется от оси пучка на расстояние Δx. Найти это отклонение Δx, если масса атома m_н = 1,68×10^–27 кг; магнетон Бора m_Б = 9,24×10^–24 А×м².

10. Используя нерелятивистское выражение v = , найти среднюю величину <v> скорости свободных электронов из зоны проводимости в металле с уровнем Ферми Е_ф = 3,2 эВ при Т = 0 К. Масса электрона m = 9×10^–31 кг.

11. Полупроводник с шириной запрещенной зоны 0,72675 эВ нагревают от 300 К до 323 К. Во сколько раз увеличится при этом собственная проводимость полупроводника? k = 1,38×10^–23 Дж/К.

12. Распад радиоактивного элемента с постоянной распада λ = 0,06 с^–1 наблюдают в течении времени Δt. После первой половины этого промежутка времени нераспавшихся атомов было в k раз больше, чем в конце промежутка Δt, где ln k = 1,5. Найти величину Δt времени наблюдения.