2014__ЗМтМб-14__Иванов и.Н.

Контрольная работа по физике № 3-4.

Молекулярная физика и термодинамика. Оптика. Квантовая, атомная и ядерная физика.

1. Газообразный водород, находившийся при температуре t = 2 °C и давлении p = 10⁵ Па в закрытом сосуде объёмом V = 5 л, охладили на ΔТ = 55 К. Найти приращение внутренней энергии газа и количество отданного им тепла. Ответ: ΔU = –250 Дж; Q = –250 Дж.

2. Во сколько раз следует увеличить изотермически объем ν = 4 моля идеального газа, чтобы его энтропия увеличилась на DS = 23 Дж/К. Ответ: V₂/V₁ =2.

3. На экране наблюдается интерференционная картина в результате наложения лучей от двух когерентных источников (l = 500 нм). На пути одного из лучей перпендикулярно ему поместили стеклянною пластинку (n = 1,6) толщиной d = 5 мкм. Определить, на сколько полос сместится при этом интерференционная картина. Ответ: на 6 полос.

4. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет. Определить угол дифракции для линии l₁=0,55 мкм в четвертом порядке, если этот угол для линии l₂=0,6 мкм в третьем порядке составляет j₂=30⁰. Ответ: j₁ = 37⁰40¢.

5. Два николя расположены так, что угол между их главными плоскостями составляет j=60°. Во сколько раз уменьшится интенсивность естественного света I₀ при прохождении через оба николя. Коэффициент поглощения света в каждом николе к=0,05. Ответ: I₀/I₂=8,86.

6. Сколько энергии излучает абсолютно черное тело за время t = 2 с, площадь светящейся поверхности которого S = 3 см², если максимум энергии в его спектре излучения приходится на длину волны λ_m = 750 нм?

Ответ: ΔЕ = 7,6 кДж.

7. На металлическую пластину направлен пучок ультрафиолетового излучения (λ=0,25 мкм). Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов U_З = 0,96 В. Определить работу выхода А электронов из металла. Ответ: А_вых= 4 эВ.

8. Длина волны λ фотона равна комптоновской длине λ_с электрона. Фотон рассеялся на свободном электроне на угол θ = 60°. Определить энергию и скорость электрона отдачи.

Ответ: e = 0,17 МэВ, u = 1,99ּ10⁸ м/с.

9. Электрон обладает кинетической энергией Т = 1 кэВ. Определите длину волны де Бройля для такого электрона. Ответ: l_Б = 38,8 пм.

10. Электрон выбивается из атома водорода, находящегося в основном состоянии, фотоном с энергией 17,7 эВ. Определить скорость электрона за пределами атома.

Ответ: u = 1,2∙10⁶ м/с.

11. Препарат U²³⁸ массы 1,0 г излучает DN = 1,24×10⁴ a-частиц в секунду. Найти период полураспада этого изотопа и активность препарата. Ответ: T_1/2 = 4,5×10⁹ лет; А = 1,24×10⁴ расп./c.

12. Энергия связи ядра, состоящего из двух протонов и одного нейтрона, равна 7,72 МэВ. Определите массу нейтрального атома, имеющего это ядро. Ответ: m_А = 3,01603 а.е.м.