Добавил:
Если чем-то мне удалось вам помочь, то благодарность принимаю на эту карту: 2200 2460 1776 0607rnДля защищенки 5 сем: https://t.me/+h5cc9QNQe19kODVirn6, 7, 8 сем для БРМ (РиТ): https://t.me/+L_kqDRqyMOFmNWNi Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

FIZIKA_OTVETY

.pdf
Скачиваний:
155
Добавлен:
10.10.2023
Размер:
33 Мб
Скачать
☆

• 0,1 Вб

Закон полного тока для квазистационарного магнитного поля в вакууме имеет вид . В правой части уравнения стоит

• Арифметическая сумма токов, текущих сквозь замкнутую поверхность стягиваемую замкнутым

контуром .

•

Алгебраическая сумма токов текущих по поверхности, ограниченной контуром .

• Алгебраическая сумма токов пересекающих плоскую поверхность, стягиваемую контуром .

• Алгебраическая сумма токов пересекающих любую поверхность, стягиваемую замкнутым

контуром .##

Имеются две катушки, расположенные коаксиально. В одной из катушек сила тока, создаваемого внешним источником, изменяется во времени так, как показано на рисунке. Вторая катушка замкнута накоротко. Как меняется во времени модуль силы тока во второй катушке?

•###

•

•

•

Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора, находящимися на расстоянии d друг от друга, равна U. Разность потенциалов U21 между точками, находящимися на расстоянии r1 и r2 от положительно заряженной пластины равна ________________

•

•

###

•

•

Сила «сухого» трения покоя

•

прямо пропорциональна внешней силе (

, μ - коэффициент трения)

• прямо пропорциональна силе нормального давления ( , μ - коэффициент трения)

•не зависит от внешней силы

• равна внешней силе по модулю и противоположна по направлению###

Две бесконечные плоскости равномерно заряжены с поверхностной плотностью +σ, α=30°. Напряженность E в точке А равна и составляет с осью Х угол β:

•

•

•

###

•

Камень брошен под углом к горизонту α = 60° со скоростью υ0 = 20 м/с. Радиус кривизны в верхней

точке траектории равен R = 10, м. (При расчетах использовать g = 10 м/с)

Потенциальная энергия материальной точки изменяется по закону U = a – bx, где a = const > 0, b = const

>0. Градиент потенциальной энергии направлен

•в положительном направлении оси ОХ

•перпендикулярно плоскости XOY

•перпендикулярно плоскости XOZ

•в отрицательном направлении оси ОХ###

 

Найти индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2 А в течение 0,5 с

 

возбуждает ЭДС самоиндукции 20 мВ.

•

0,05 мГн

•

0,5 мГн

•

5 мГн ###

• 50 мГн

На плоский конденсатор ёмкостью С подано напряжение U0. Не отключая конденсатор от источника, расстояние между пластинами увеличивают вдвое. Совершенная электрическим полем работа А равна

___________знергия системы при этом _____________

•, увеличивается на

•

, уменьшается на

###

•

, уменьшается

 

•, увеличивается на

•Между пластинами конденсатора расположены два слоя диэлектрика с диэлектрическими проницаемостями ε1=2ε2.Отношение числа силовых линий во втором слое к их числу в первом равно 2

Тело массой m скользит по горизонтальной поверхности под действием силы F, приложенной под углом α к горизонту как показано на рисунке. Коэффициент трения равен μ . При этом сила трения равна:

•

&mu(mg + Fsinα)

•

&mu mg

•

&mu(mg - Fsinα) ###

•&mu F

2.1 Общее представление и элементы теории

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

i

 

НТ1(З). Каноническое распределение Гиббса имеет вид Pi = Ce

kT

 

 

, где постоянная

 

 

С равна : *С) C =

 

1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

i

 

 

 

 

 

 

e

kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

(

− N )

 

 

 

 

 

 

−

i

 

 

 

 

 

 

НТ1(З). Выражение

 

kT

 

:

 

 

 

e

 

 

 

 

 

−( i − N )

e kT

 

 

 

N

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*С) равно вероятности встретить подсистему, состоящую из N частиц,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в состоянии с энергией εi;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

m

2

 

 

 

 

 

 

 

m

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

−

2kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(З).

 

 

можно найти, вычислив значение интеграла

 

 

 

4

 

e

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2 kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, где k=…. (*Ответ: 4)

НТ1(З). Если F(x) – плотность вероятности или функция распределения случайной величины х, то выражение

(*Ответ:<f(x)>)

 

 

 

m 3

2

 

 

 

−

m 2

 

 

 

 

 

4

3

e

2kT d =

k

, где k=…. (*Ответ: 1)

НТ1(О). Интеграл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ f (x)F(x)dx = −

НТ1(З). Если F(x) – плотность вероятности или функция распределения

 

 

случайной величины х, то выражение

 

+

 

 

 

 

 

 

 

*D) x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*A)

 

 

2

F (x)dx ; *B)

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (x)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ2(С). Найдите все возможные соответствия между левым и правым

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

столбиками. Ответ дайте в виде: k-l, m-n, …

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

а) значение интеграла равное 1;

 

а)

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

d

 

 

 

 

c) среднее значение

.

 

 

kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a-d c-a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d)

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

x

2

F (x)dx

 

−

 

= ....

+

 

 

 

F (x)dx

−

 

 

НТ1(З).Средние скорости молекул идеальных газов, у которых Т

 

= Т

 

, а массы молекул m

 

> m

 

:

*А)

 

<

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(З). Если число молекул идеального газа выросло в четыре раза (N2=4N1), а Т = Т и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р = р , то относительное число молекул, имеющих скорости от до + d :

*С) осталось прежним;

 

 

 

НТ1(З). F(x) – плотность вероятности или функция распределения случайной величины х.

 

 

3

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднее значение

х

равно: *D)

 

 

3

F (x)dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (x)dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(З). f(p)- функция распределения по модулю импульса для молекул идеального газа. Среднее значение

p

 

равно:

*В)

 

kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(З). Молекулы идеального газа : *С) могут иметь как целый, так и полу целый спин;

 

 

 

 

 

 

НТ1(О). При одинаковых температурах наиболее вероятная скорость

 

 

 

 

 

 

молекул кислорода ……… наиболее вероятной скорости молекул водорода. Вставьте

 

 

 

 

 

 

слово.

(* меньше)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(О). При одинаковых температурах средняя квадратичная скорость молекул кислорода ………средней квадратичной скорости молекул водорода. Вставьте слово. (* меньше)

;

НТ1(О). При одинаковых температурах средняя энергия молекул кислорода……… средней энергии молекул водорода. Вставьте слово. (*равна)

НТ1(З). Наиболее вероятное значение энергии для молекул идеального газа: *D) не зависит от m .

НТ2(О). При Т=const максимальное значение плотности вероятности f (px )с увеличением массы молекул ……. (*уменьшается)

, где
exp − dxdydzdpx dpy dpz

НТ2(З). Среднее значение

m 2

для одноатомного идеального газа можно рассчитать,

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

m 2

 

 

пользуясь любым выражением, кроме … *А) m

 

m 2

 

 

 

_

 

;

4

2

e

2 d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(З). Функция распределения молекул идеального газа по модулю скорости f ( ) (плотность вероятности) имеет

размерность *В)

 

с

 

 

 

 

 

 

 

м

НТ1(З). Правильным соотношением для функции распределения молекул идеального газа по проекции импульса

f ( p

x

) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

−

x

e

mkT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mkT

 

 

 

является

*А)

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

1

 

2

−

x

 

 

 

 

 

e

2m

dpx = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

2 m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(З).

 

2

 

 

−

 

f ( ) =

e

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

( )2

 

 

 

- плотность вероятности или функция распределения молекул идеального газа по энергии.

Среднее значение

молекулы идеального газа равно:

*В)

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

2

 

−

 

 

=

e

 

d

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

НТ2(З).

*D)

f (

 

Если

x

,

y

) =

 

 

f (

x

),

f (

y

),

f (

z

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

−

m

2

2

 

 

 

 

x

+ y

 

 

 

 

 

 

e

 

2kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 kT

 

 

 

 

 

 

 

- функции распределения по проекциям скоростей для молекул идеального газа, то:

Среднее значение 2

 

f (x) = Ce

− x

2

НТ1(З).

 

 

 

 

 

 

множитель С равен: *D)

для молекул идеального газа равно любому выражению, кроме *D) x 2 + y 2 + z 2

- плотность вероятности или функция распределения случайной величины х, Нормированный

1

.

 

 

 

 

 

2

 

 

 

e

− x

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

НТ1(З). Если ( x )

и ( y )

- плотности вероятности или функции распределения по проекциям скорости, то

выражение

 

 

x y

(

x ) (

y )

 

x

 

y

 

 

 

d

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

− −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

НТ1(З). Распределение Максвелла-Больцмана

dN

=

1

 

3

N V (2 m )2

для идеального газа имеет вид:

-

*В) потенциальная энергия частиц во внешнем поле плюс суммарная кинетическая энергия молекул;

НТ1(З). Для функций распределения

 

 

3

 

 

 

 

m

2

 

m

2

 

2

 

−

 

 

 

 

 

f ( ) =

 

 

4

 

e

 

2kT

 

 

 

 

 

 

 

2 kT

 

 

 

 

 

 

и

 

m

( x ) =

2 kT

 

1

 

 

2

 

 

 

m

2

 

−

x

e

2kT

 

 

 

 

 

 

 

 

справедливо

соотношение *В) f ( )d = ( x )d x ;

0 −

НТ2(З). ( x ) , ( y ) , ( z ) - плотности вероятности или функции распределения молекул по проекциям скорости,

 

 

(

x )

 

x

3

 

(

x ) (

y )

(

z )

 

x

 

y

 

z

для которых справедливо любое соотношение, кроме…*С)

 

 

 

d

 

=

1

 

 

 

 

 

 

d

 

d

 

d

;

−

 

 

 

− − −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ2(З). Если функция распределения по энергии для молекул идеального газа пронормирована на число частиц (

F ( )d = N

0

), то интеграл

2

F ( )d

1

равен:*D) суммарной энергии всех частиц, у которых

 

1

 

2

 

 

Наиболее вероятное значение проекции скорости

 

x

 

для молекул идеального газа рав *C) 0;

НТ1(З). Если

f (x) = ce

− x

2

 

 

 

- плотность вероятности или функция распределения случайной величины х ( х изменяется

от -∞ до +∞), то справедливо любое выражение, кроме: *D)

 

 

 

 

 

 

се

−х

 

dx = c

 

 

 

 

 

−

 

 

 

НТ1(З). Если

f ( )

- плотность вероятности или функция распределения молекул идеального газа по энергии, то среднее

значение на интервале энергий от

1

до

2

равно:*A)

2

f ( )d

=

 

1

;

 

 

 

 

 

2

 

 

 

f ( )d

 

 

 

 

 

1

 

НТ1(З).

( х ) - плотность вероятности или функция распределения по проекции скорости для молекул идеального газа 1

принимает значения

*С)

 

m

2

0 ( x )

 

 

 

2

;

НТ2(З).

 

2

 

 

−

 

f ( ) =

e

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

( )2

 

 

 

- функция распределения молекул идеального газа по энергии, которая удовлетворяет любому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

соотношению, кроме *D)

2

 

 

−

 

m

 

2

2

−

x

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

e

 

 

d =

 

 

 

 

e

2

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

( )2

 

 

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(З). F(x) – плотность вероятности или функция распределения случайной величины х. Среднее значение

х

 

 

 

на

интервале от х1 до х2 равно: *B)

x

 

 

 

2

 

 

 

 

x

2

F (x)dx

 

 

x

 

 

 

1

 

 

 

x

 

 

 

2

 

 

 

F (x)dx

 

 

x

 

 

 

1

 

 

;

НТ1(З). Согласно теореме о равнораспределении энергии по степеням свободы x2

+ y2 равно:

*B)

2

m

 

 

 

НТ1(З). f ( ) - плотность вероятности или функция распределения молекул идеального газа по модулю скорости, для

которой справедливо любое соотношение, кроме:

*А)

0

f

( )d

 

 

 

 

3

 

m

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

2

−

 

 

 

 

 

 

=

e

2

d

 

 

 

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

НТ1(З). Если х - случайная физическая величина, принимающая ряд дискретных значений

х1, х2, …хп, а Рi – вероятность появления xi, то среднее значение х равно:

*А)

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

m

 

2

 

 

−

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(З). Выражение

 

 

 

e

2

d

 

равно: *D) 0.

 

 

 

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

−

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

x = xi pi

i=1

НТ1(З). Условием нормировки функции

 

 

 

 

 

 

3

является выражение:

*С)

 

 

m

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

распределения Максвелла по модулю скорости для молекул идеального газа

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

−

x

 

;

4

2

e

2

d =1

 

 

 

 

 

НТ1(З). Среднее значение x2 можно найти, пользуясь любым выражением, кроме… *С)

2 x

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

m

 

2

 

 

−

x

 

 

2

 

 

 

=

x

e

 

2

d

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

x

НT1(З). 3 - это *D) средняя квадратичная скорость, где m – масса одной молекулы.

m

НТ2(З). Перейти от классической функции распределения по модулю импульса

распределения по модулю скорости f( ): *B) можно, заменив p на m и dp на НT1(З). Функция распределения молекул идеального газа по проекции скорости

 

4 2

 

 

p2

к функции

f ( p) =

 

 

 

exp −

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

2mkT

 

 

(2 mkT )2

 

 

 

 

 

md в выражении f(p)dp;

х ,

 

 

 

1

 

m x2

 

 

m 2

−

пронормированная на 1, имеет вид:*В)

2

;

 

 

 

 

e

 

 

 

 

2

 

 

 

НТ1(З). Если F(x) – функция распределения случайной величины х, а f(x2) – некоторая функция этой величины, то

+

f (x

 

)F

 

 

 

f (x

 

)

 

2

(x)dx

=

*C)

2

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НT (З). Для

f ( )

- плотности вероятности или функции распределения Максвелла по модулю скорости, справедливо

выражение:

 

*А) 0

f ( )d 1

НТ2(З). Функция распределения Максвелла по модулю скорости (плотность вероятности) f(υ) равна:*C) относительному числу молекул в единичном интервале скоростей;

НТ1(З). f(x2) – некоторая функция случайной величины x. Интеграл + f (x2 ) exp(−x2 )dx равен *C) f (x2 ) ;

−

Задачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НT1(О). Если число молекул идеального газа увеличилось

N2

= 2N1

, а T2

= T1

,

p2

= p1

, V2

= 2V1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dP

 

 

то отношение вероятностей встретить молекулы с энергиями от

до + d ,

2

=…: 1

 

dP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(О). Если отношение наиболее вероятных значений скоростей

2нв

= 2

, то отношение максимальных значений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1нв

 

 

 

 

f

2 max

( )

= ...

. (*Ответ: 0,5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ2(С). Приведите в соответствие условия из левого столбика и отношение

 

 

 

 

максимальных значений функций распределения

f

m

(

x

)

. Ответ дайте в виде:

 

 

 

 

(

)

 

 

 

 

 

 

 

f

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) T = T , m = m

;

b) T = T , m = m ;

 

с) T = T , m = m ;

 

d) T = T ; m = m ; (*Ответ:a-b, b-c, c-a, d-b)

а) 2;

b) 1;

с)1/2;

d)

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(О). Для функции распределения Максвелла по проекции импульса

 

 

 

f

(p

x

)dp

x

= .... (*Ответ: 0,5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)f (p

 

)dp

 

 

 

 

 

Для функций распределения Максвелла по проекциям импульсов

 

 

 

f (p

x

y

x

dp

y

= .... (*Ответ: 0,25)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(О).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( x ) ,

( y ) ,

( z ) - плотности вероятности или функции распределения молекул идеального газа по

 

 

 

 

 

 

x

( y )

 

z

x

y

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проекциям скорости. Выражение

 

 

 

 

 

(*Ответ: 0,125)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)

(

 

)d d d

 

= ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(О). Вероятность встретить молекулы идеального газа, у которых проекции скорости

принимает любые значения, равна….(*Ответ: 0,25)

 

 

 

 

 

НТ1(О). Отношение наиболее вероятных значений энергий

2н

для двух газов, у которых

 

 

 

 

1н

 

равно…(*Ответ:1)

 

 

ч 0

, y

m2=4m1, a

0

, а z

Т2=Т1, численно

1

НТ1(О). Отношение средних значений для двух разных газов, у которых Т1=3Т2, а m2=3m1, равно…(*Ответ: 3)

2

НТ1(О). Если температура 2-х идеальных газов Т2=2Т1, а массы молекул m2=2m1, то отношение значений средних энергий

 

 

 

2

= ...

(*Ответ: 2)

 

 

 

 

1

 

 

НТ1(О). При увеличении температуры идеального газа Т2=4Т1 отношение максимальных значений функций распределения

по проекции скорости

 

 

 

x )

 

(*Ответ: 0,5)

 

2 max (

= ...

 

 

(

 

)

 

 

x

 

 

 

 

1max

 

 

 

 

НТ2(О). Отношение интегралов для молекулы водорода Н2 (молярная масса водорода 2 10-3кг/моль) при Т=300 К с учетом

NA 6 10231/моль

+

 

, где A и B – целые числа, значения которых перечислите через точку с запятой … , … без

 

f ( )d

 

0

 

= A 10B

 

+

 

 

x2 f ( x )d x

 

−

 

 

учета размерностей.

(*Ответ: 5; -19)

НТ1(О). Средняя кинетическая энергия одного атома идеального газа равна 6,9·10

-21

Дж. Среднее значение

m

2

 

 

 

 

 

x

= A 10

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дж, где A=…, B=…. В ответе приведите только числа через точку с запятой. (*Ответ: 2,3; -21 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(О). Отношение максимальных значений функций распределения для молекул идеального газа

f

2 max

( )

=

1

. При этом

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1max

 

 

 

 

отношение наиболее вероятных значений

 

2нв

= ...

(*Ответ: 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1вн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(З). Для молекул идеального газа значения интегралов I1 = f ( )d и

 

 

 

 

 

 

, где нв - наиболее

 

I

2

=

 

 

f ( )d

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вероятная энергия

*B) I1<I2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(З). Для классической функции распределения по модулю скорости при условии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т=const, а 2> 1

отношение

f ( 2 )d

 

 

*D) >1, если 1 и 2 меньше нв;

*E) <1, если 2

и 1

больше нв ;

 

 

f ( 1)d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ2(З). Перейти от классической функции распределения по модулю скорости

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

m

2

4

2

 

 

 

−

f ( ) =

 

 

 

exp

2 kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*C) можно, заменив

 

2

на

 

m

2

 

к функции распределения по энергии f( )

 

 

 

 

 

2kT

 

 

 

 

2

и d на

d

в выражении f( )d ;

m

2m

 

 

НТ1(О). Для данного газа в равновесном состоянии отношение средней энергии частиц к наиболее вероятной энергии при заданной температуре равно… (*Ответ:3)

НТ1(З). Если f( x) – функция распределения молекул идеального газа по проекции скорости, то для интегралов:

 

+

I1 =

x f ( x )d x

 

−

,

I2

 

+

 

 

2

 

=

x

f ( x )d x

 

−

 

,

 

+

 

 

3

 

I3 =

x

f ( x )d x

 

−

 

справедливо следующее соотношение:

*D)

I1 = I3 = 0; I2 0;

 

 

НТ1(З). При T=const максимальное значение функции распределения по проекции импульса f(px):

*D)

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

НТ1(О). Значения функций распределения по проекции скорости при х , равной наиболее вероятной

хнв

, для газов с

молярными массами

М1 и

М 2 соответственно равны:

f1( хнв )= 1,8 10

−3

;

f2 ( хнв )= 0,6 10

−3

. С учетом T=const

 

 

 

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отношение

1

= ....

 

(*Ответ: 9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ2(О). Значения функций распределения по проекции скорости при х

, равной наиболее вероятной хнв ,

для одного и

того же газа при Т

 

и

Т

 

соответственно равны

f (

 

) = 0,9 10

−3

;

f

 

(

 

)=1,8 10

−3

. Отношение

1

2

хнв

 

 

2

хнв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

температур для этих функций распределения

Т1

= .... (*От 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(О). Наиболее вероятное значение проекции скорости хнв для молекул водорода Н2 при Т=400 К равно …. (*Ответ: 0)

НТ2(О). Для молекулы азота N2 (молярная масса азота 28 г/моль) наиболее вероятное значение модуля скорости нв при

Т=300 К равна ….м/c. R=8,31 Дж/К моль. Ответ округлите до десятков. (*Ответ: 420)

НТ2(О). Для молекулы кислорода О2 (молярная масса кислорода 32 г/моль) значение средней квадратичной скорости при Т=400 К равна ….. м/c. R=8,31 Дж/К моль. Ответ округлите до десятков. (*Ответ: 560).

НТ2(З). Случайная величина х принимает значения от 0 + . Функция распределения случайной величины х или плотность

вероятности имеет вид

f (x)

= Ce

−bx

 

, где нормировочный множитель С равен: *A) b

 

 

 

 

 

 

m x

 

НТ1(З). В функции распределения Максвелла по проекции скорости

 

m

−

m – это

kT

 

f ( x )=

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

kT

 

 

 

*А) масса одной молекулы определенного газа; НТ1(З). Плотность вероятности или функция распределения молекул идеального газа по проекции скорости имеет вид

 

_ m x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( х ) = Се

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 , где нормированный множитель C равен:*C)

С =

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

−

m x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

kT d

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

НТ1(З). Значения интегралов

2

f ( )d

для разных газов (m1 m2 )при одинаковых температурах:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*D) нельзя сравнить, так как значения интеграла зависят от выбранного интервала скоростей.

3. Квантовая статистика. (72 задания).

1.НТ1(3). Основной постулат квантовой статистики - это ...*А) принцип тождественности частиц; 2.НТ1(3). Основной постулат квантовой статистики (принцип тождественности) является следствием того, что ...

*А) описание движения отдельной частицы носит вероятностный характер; 3.НТ1(3). Функция распределения по энергии в квантовой статистике – это *С) среднее число частиц в единичном малом интервале энергии; 4.НТ1(С). Для каждого типа частиц выберите их свойства:

А) Фермионы

А) симметричная волновая функция;

В) Бозоны

В) антисимметричная волновая функция;

 

С) целый спин;

 

D) полуцелый спин;

 

E) подчиняются принципу Паули;

 

F) не подчиняются принципу Паули.

Ответ: AB, AD, AE, BA, BC, BF

5.НТ1(3). Принцип Паули утверждает, что *В) в одном квантовом состоянии может находиться не более одного фермиона;

6.НТ1(3). Одному квантовому состоянию (без учёта спина) соответствует фазовый объём *В)

Г

 

3

 

 

 

min

= h

 

 

 

7.НТ1(О). Запишите формулу для количества квантовых состояний d в фазовом объеме d

Г, используя

шаблон

d =

ab@ a

Ответ: a1b1/a3

 

 

 

 

 

 

Одному квантовому состоянию для N частиц (без учёта спина) соответствует фазовый объём

…*A) h3N ;

 

 

Одному квантовому состоянию для одной частицы в трехмерном пространстве соответствует фазовый объем *C)

10.НТ1(С). Для каждого вида статистики выберите свойства частиц и волновых функций

 

 

А) Ферми-Дирака

А) Антисимметричная волновая функция;

В) Бозе-Эйнштейна

В) Симметричная волновая функция;

 

 

С) Максвелла-Больцмана

С) Частицы с целым спином;

 

 

 

 

 

D) Частицы с полуцелым спином;

 

 

 

 

 

Е) Количество квантовых состояний конечно;

 

G) Частицы подчиняются принципу Паули;

 

H) Квантовое взаимодействие частиц не проявляется.

Ответ: AA, AD, AG, BB, BC, CH

 

 

 

 

 

 

11.НТ1(3). Функция распределения Ферми-Дирака по состояниям – это …

 

 

 

 

*А) среднее число фермионов в одном квантовом состоянии;

 

 

 

 

12.НТ1(3). Функция распределения Ферми-Дирака по состояниям имеет вид …*

А)

 

1

;

 

 

 

 

e

−

+1

 

 

 

 

KT

 

 

 

 

 

 

 

 

13.НТ1(3). Функция распределения Ферми-Дирака по состояниям может быть получена, исходя из формулы:

Г

min

 

=

h3

;

*А)

n

K

=

 

 

 

1

nK (nK

n

K

=0

)

, где

(n

K

)

 

 

вероятность нахождения

n

k

 

фермионов в k -том квантовом состоянии;

 

1

14.НТ1(3). Функция распределения Ферми-Дирака по состояниям находится по формуле nK

= nK (nK ) , где k – это ...*В)

 

nK =0

Набор квантовых чисел, задающих квантовое

20.НТ1(3). Функция распределения

1

 

 

−

состояние частицы в атоме;

0

. Это означает, что ...*А)

 

;

e

КТ

+1

21.НТ1(О). Среднее количество электронов в металле при T>0 в одном состоянии с энергией 22.НТ1(О). Среднее количество электронов в металле в одном квантовом состоянии с энергией

=

=

+ кT равно ... Ответ: 0,3

при Т>0 равно… Ответ: 0,5

23.НТ1(О). Среднее количество электронов при Т>0 в одном квантовом состоянии с энергией

= − кТ

равно… Ответ:0,7

24.НТ1(3). Распределение Бозе-Эйнштейна по состояниям – это *А) среднее количество бозонов в одном квантовом состоянии;

25.НТ1(3). Функция распределения Бозе-Эйнштейна по состояниям имеет вид ...*А)

1− e КТ

;

−1

26.НТ1(3). Функция распределения Бозе-Эйнштейна по состояниям может быть получена путём усреднения по формуле

*В)

 

 

, где

(n

 

) - то же, что и в пункте А;

 

 

 

 

 

nK

= nK (nK )

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nK =0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27.НТ1(3). Функция распределения Бозе-Эйнштейна находится путём усреднения по формуле

 

 

 

,

nK

= nK (nK )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

K

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

где K – это

*В) набор квантовых чисел, задающих данное квантовое состояние свободного бозона;

29.НТ1(3). Химический потенциал системы бозонов

*В)

0

;

Плотность квантовых состояний в энергетическом пространстве – это *В) число состояний в единичном малом интервале энергии; 31.НТ1(О). Запишите формулу для количества квантовых состояний, соответствующих интервалу P, P + dP и объему V,

используя шаблон d = abc

a {a1 = 2 ; a2 = 4 / 3;

a3 = 4 };

b {b1 = pdp; b2 = p2dp;

b3 = p3};

c {c1 = V; c2 = V / h3;

c3 = Vh3} .

Ответ: a2b2c2

 

32.HT1(O). Запишите формулу, определяющую количество квантовых состояний для квазисвободных частиц, находящихся в объеме V

и обладающих импульсами в интервале P , P

+ dP ;

P

, P + dP ;

P , P + dP

, используя шаблон

d = ab

x

x

x

y

y

y

z

z

z

 

 

a {a1 = dP dP dP

;

a2 = dP dP dPV ;

a3 = dP dP dP

/V};

 

x

y

z

 

 

 

x

y

z

x

y

z

 

b {b1 =

3

;

b2

 

3

;

b3

= / h }.Ответ: a2b2

 

 

h

= / h

 

 

33.НТ1(О). Запишите формулу для фазового объема, соответствующего интервалу

dГ = ab

 

 

 

 

a{a1 = 4 V;

a2 = 4 /V;

a3 = 4 V / 3};

3

dP;

 

2

dP}. Ответ: a3b3

b {b1 = P

b2 = dP; b3 = P

34.НТ1(О). Запишите формулу для фазового объема, соответствующего интервалу dГ = ab

P, P + dP и объему V, используя шаблон

; + d

и объему V, используя шаблон

a {a1 = const ;

a2 = const

1/ 2

;

 

 

a3 = const

3 / 2

};

 

b {b1 =V d ;

b2 = d /V ; b3 =V}. Ответ: a2b1

35.НТ1(О). Запишите формулу для количества квантовых состояний, соответствующих интервалу

шаблон d = ab

d ;

a2 = const ;

a3 = const

 

};

a{a1 = const

2

 

 

 

 

 

, + d

и объему V, используя

3

;

b2 = h

3

/V;

3

}.Ответ: a1b3

b {b1 = Vh

 

b3 = V / h

36.НТ1(О). Запишите формулу для фазового объема, соответствующего интервалу модуля скорости ,

используя шаблон

dГ = abc

 

a {a1 = 4 V;

a2 = 2 V;

a3 = 4 V / 3};

 

 

 

 

2

3

b {b1 = m; b2 = m ; b3

= m };

3

; c2

=

2

d ;

c3 = d }.Ответ: a1b3c2

c {c1 =

 

37.НТ1(О). Запишите формулу для количества квантовых состояний, соответствующих интервалу модуля

объему V, используя шаблон

d = abc

 

a {a1 = const 4 V ;

a2 = const 2 /V;

a3 = const 4 V / 3};

2

3

 

b {b1 = m; b2 = m ;

b3 = m };

 

+ d

и объему V,

скорости , + d и

c {c1 =

3

3

;

2

3

;

c3

 

/ h

c2 =

d h

38.НТ1(О). Запишите формулу для плотности

2

3

=

d / h }.Ответ: a1b3c3

состояний, используя шаблон

g(P

 

x

, P , P ) = ab

y

z

a {a1 = V ;

a2 = /V; a3 =V / };

b {b1 = h3; b2 =1/ h3;

b3 = 2h3}.Ответ: a1b2

39.НТ1(О). Запишите формулу для плотности состояний, используя шаблон

a {a1 = 4 V;

a2 = 2 ;

a3 = 4 / 3};

g( p) = abc

b {b1 = p ;

2

;

b2 = p

b3 =

3

}

p

.

c {c1 = h3;

c2 =1/ h3;

c3 = h2}.Ответ: a1b2c2

40.НТ1(О). Запишите формулу для плотности состояний, используя шаблон g( ) = const abc

a {a1 = V ;

a2 = /V;

a3 =V / };

b {b1 = ;

 

 

 

b3 =

2

}.

b2 = ;

 

c {c1 = h3;

c2 =1/ h3; c3 = 2 / h3}.Ответ: a1b2c3

41.НТ1(О). Запишите формулу для плотности состояний в зависимости от модуля скорости, используя шаблон g( ) = abc

3

/V;

a {a1 = 4 m

a2 = 4 h

;

3

 

a3 = 4 Vm3};

b {b =;

 

b = 2

;

b = 3} .

1

 

2

 

 

3

c {c = h3

;

c =1/ h;

c =1/ h3}.Ответ: a1b2c3

1

 

2

 

 

3

Соседние файлы в предмете Физика