Задания для физики
.docx
ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке Тема: Спектр атома водорода. Правило отбора Закон сохранения момента импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). В энергетическом спектре атома водорода (см. рис.) запрещенным является переход …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке Тема: Уравнение Шредингера (конкретные ситуации) В результате туннельного эффекта вероятность прохождения частицей потенциального барьера уменьшается с …
|
увеличением ширины барьера |
||
|
|
уменьшением массы частицы |
|
|
|
увеличением энергии частицы |
|
|
|
уменьшением высоты барьера |
Решение: Вероятность прохождения частицей потенциального барьера или коэффициент прозрачности определяется формулой: где постоянный коэффициент, близкий к единице, ширина барьера, масса частицы, высота барьера, энергия частицы. Следовательно, вероятность прохождения уменьшается с увеличением ширины барьера.
ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке Тема: Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга Если протон и -частица прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов, то отношение их длин волн де Бройля равно …
|
|
||
|
|
4 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке Тема: Поляризация и дисперсия света На пути естественного света помещены две пластинки турмалина. После прохождения пластинки 1 свет полностью поляризован. Если J0 – интенсивность естественного света, а J1 и J2 – интенсивности света, прошедшего пластинки соответственно 1 и 2, то при угле между направлениями OO и O’O’, равном 30°, J2 и J0 связаны соотношением …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Если J0 – интенсивность естественного света, то в отсутствие поглощения интенсивность J1 света, прошедшего через поляризатор (пластинку 1), равна , а интенсивность J2 света, прошедшего через анализатор (пластинку 2), определяется законом Малюса: .
ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект Уединенный медный шарик освещается ультрафиолетовым излучением с длиной волны . Если работа выхода электрона для меди , то максимальный потенциал, до которого может зарядиться шарик, равен _____ В. ( )
|
3,0 |
||
|
|
30 |
|
|
|
4,5 |
|
|
|
45 |
Решение: Под действием падающего ультрафиолетового излучения происходит вырывание электронов из металла (фотоэффект). Вследствие вылета электронов шарик заряжается положительно. Максимальный потенциал , до которого может зарядиться шарик, определяется максимальной кинетической энергией фотоэлектронов , где – заряд электрона. Эту энергию можно определить из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта: Тогда
ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке Тема: Интерференция и дифракция света На пути плоской световой волны, распространяющейся в воздухе, поместили стеклянную пластинку толщиной 1 см. Показатель преломления стекла . Если пластинка расположена перпендикулярно направлению распространения света, то увеличение оптической длины пути (в мм) составит …
|
5 |
ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке Тема: Эффект Комптона. Световое давление При наблюдении эффекта Комптона угол рассеяния фотона на покоившемся свободном электроне равен 90°, направление движения электрона отдачи составляет 30° с направлением падающего фотона (см. рис.). Если импульс рассеянного фотона 2 (МэВ·с)/м, то импульс электрона отдачи (в тех же единицах) равен …
|
4 |
ЗАДАНИЕ N 1 сообщить об ошибке Тема: Средняя энергия молекул Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре зависит от их конфигурации и структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле и самой молекулы. При условии, что имеет место поступательное и вращательное движение молекулы как целого, средняя кинетическая энергия молекулы водяного пара () равна …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ N 2 сообщить об ошибке Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах Диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа представлена на рисунке. Отношение работы при нагревании газа к работе при охлаждении по модулю равно …
|
2 |
ЗАДАНИЕ N 3 сообщить об ошибке Тема: Распределения Максвелла и Больцмана На рисунке представлены графики зависимости концентрации молекул идеального газа от высоты над уровнем моря для двух разных температур – (распределение Больцмана). Для графиков этих функций верными являются утверждения, что …
|
температура выше температуры |
||
|
концентрация молекул газа на «нулевом уровне» с повышением температуры уменьшается |
||
|
|
температура ниже температуры |
|
|
|
концентрация молекул газа на «нулевом уровне» с повышением температуры увеличивается |
Решение: Зависимость концентрации молекул идеального газа от высоты для некоторой температуры определяется распределением Больцмана: , где концентрация молекул на высоте , масса молекулы, ускорение свободного падения, постоянная Больцмана. Из формулы следует, что при постоянной температуре концентрация газа больше там, где меньше потенциальная энергия его молекул , и уменьшается с высотой по экспоненциальному закону тем медленнее, чем больше температура: . С повышением температуры из-за увеличения энергии хаотического теплового движения молекулы более равномерно распределяются по высоте, и поэтому концентрация молекул газа на «нулевом уровне» уменьшается, а на высоте увеличивается.
ЗАДАНИЕ N 4 сообщить об ошибке Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия КПД цикла Карно равен 60%. Если на 20% уменьшить температуру нагревателя и на 20% увеличить температуру холодильника, КПД (в %) достигнет значения …
|
40 |
||
|
|
60 |
|
|
|
20 |
|
|
|
80 |
ЗАДАНИЕ N 5 сообщить об ошибке Тема: Интерференция и дифракция света Тонкая стеклянная пластинка с показателем преломления и толщиной помещена между двумя средами с показателями преломления и На пластинку по нормали падает свет с длиной волны Разность хода интерферирующих отраженных лучей (в нм) равна …
|
5700 | |
Решение: Разность хода лучей, отраженных от верхней и нижней граней пластинки, равна С учетом изменения фазы колебаний на при отражении от оптически более плотной среды (в нашем случае при отражении от верхней грани пластинки) разность хода будет равна:
ЗАДАНИЕ N 6 сообщить об ошибке Тема: Эффект Комптона. Световое давление На зеркальную поверхность площадью по нормали к ней ежесекундно падает фотонов. Если при этом световое давление равно , то длина волны (в нм) падающего света равна …
|
663 | |
Решение: Давление, производимое светом при нормальном падении, определяется по формуле: , где энергетическая освещенность поверхности, равная энергии, падающей на единицу площади поверхности в единицу времени; скорость света; коэффициент отражения. Энергетическая освещенность поверхности , где – число фотонов, падающих на поверхность площадью в единицу времени. Тогда Отсюда Здесь учтено, что для зеркальной поверхности .
ЗАДАНИЕ N 7 сообщить об ошибке Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела в зависимости от частоты излучения для температур и () верно представлено на рисунке …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ N 8 сообщить об ошибке Тема: Поляризация и дисперсия света Кривая дисперсии в области одной из полос поглощения имеет вид, показанный на рисунке: Нормальная дисперсия имеет место в области частот …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Дисперсия света называется нормальной, если с ростом частоты показатель преломления растет дисперсия света называется аномальной, если с ростом частоты показатель преломления убывает Аномальная дисперсия наблюдается в областях частот, соответствующих полосам интенсивного поглощения.
ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке Тема: Энергия волны. Перенос энергии волной Если в электромагнитной волне, распространяющейся в среде с показателем преломления , значения напряженностей электрического и магнитного полей соответственно равны , то объемная плотность энергии составляет _____
|
10 | |
Решение: Плотность потока энергии электромагнитной волны (вектор Умова – Пойнтинга) равна: . Также где объемная плотность энергии, скорость электромагнитной волны в среде, скорость электромагнитной волны в вакууме, показатель преломления. Следовательно,
ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке Тема: Волны. Уравнение волны На рисунке представлена мгновенная фотография электрической составляющей электромагнитной волны, переходящей из среды 1 в среду 2 перпендикулярно границе раздела АВ. Относительный показатель преломления двух сред равен …
|
1,50 |
||
|
|
1,33 |
|
|
|
0,67 |
|
|
|
0,84 |
ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке Тема: Свободные и вынужденные колебания Пружинный маятник с жесткостью пружины совершает вынужденные колебания со слабым коэффициентом затухания которые подчиняются дифференциальному уравнению Амплитуда колебаний будет максимальна, если массу груза увеличить в _____ раз(-а).