Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

МЭИ(ТУ) Физика

.pdf
Скачиваний:
1235
Добавлен:
31.03.2015
Размер:
40.05 Mб
Скачать

Раздел 5

5.1.

n 1 = 5,98 105 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2.

1) u = v ; 2) u =

v

 

 

; 3) u

= 2v ; 4)

 

u =

c2

.

 

 

 

 

 

2

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

u

2B

 

 

 

 

 

 

 

 

A = 1,58; B = 1,387 нм ;

v =1

 

= 0,956 .

 

 

 

 

nλ2

 

 

 

 

5.4.

v =

c

 

 

 

 

 

 

 

8 м

 

 

 

c2

 

 

 

 

 

8 м

 

11

 

-3

 

 

 

= 3,33 10

 

 

с

 

; u =

v = cn = 2,7

10

с

; Ne = 2,36·10

 

м

 

.

n

 

 

 

 

 

5.5.

в) L =

 

2ε

0

mct

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1,19 10

 

м =1260 световых лет .

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nee

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ν1

 

 

 

ν2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.6.

u = (1m)v .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.7. 1) u = 1vq , q = –1, u = v2 ; 2) u = (1p)v , p = –1, u = 2v .

5.8. n2 =1+ p2 (n1 1)=1,01691. p1

5.9.II0 = 8 .

5.10.1) 0,5%; 2) 1%; 3) 63,2%.

5.11. I = I0e

k1 +k2

d

.

 

 

2

 

 

 

 

5.12. k =

 

 

1

 

ln

D1

= 35 м1 .

d

2

d

1

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

5.13. ν = 68.

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 6

6.1.5000 К.

6.2.3530 К.

6.3.80%.

6.4.334 Вт.

6.5.1) T = 5800 К; 2) 6,42·107 Вт/м2; 3) 3,9·1026 Вт.

6.6.m = 1,4·1017 кг; t = 7,3·1012 лет.

6.7.T = 4Tс2 Rr = 350 К .

6.9.

Увеличится в 1+

 

 

T

2

=1,0017 раз.

 

 

 

 

 

 

 

 

6

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.10. 9,3·1016 К.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.11. а) σ

=

 

 

2π 5

 

k 4

 

; б) b =

ch

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15c2

h3

ξ0 k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εT

 

 

 

T

4

 

λ

 

 

4

 

 

 

 

 

ελ

,T

 

T

5

 

 

λ

 

5

 

 

6.13.

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

= 5,1;

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

= 7,6 .

 

 

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T2

 

= T

 

=

λ

 

 

 

λ2

,T2

= T

 

 

=

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

hc

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

x

6.14. λm =

 

 

 

 

= 2,9 10

 

 

 

м

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 5 10

 

 

 

 

 

– корень уравнения x = 3(1e ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

; λm

 

 

 

 

 

 

 

 

м; xm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kTxm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-10

 

 

 

ε

λm ,T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xm

=

2,82 ; ∆λ = 2,1·10

 

 

м;

 

 

 

 

 

 

 

 

=1,75 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λm ,T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.15. T = 1·104 К; W = 7,1·107 кДж; r ≈ 280 м.

6.16. W =

σT 4 R2 st

A = 76,8

кДж

; T

= T

R

= 395 К.

 

 

 

с

c

м2

с

 

 

 

 

r 2

 

 

з

с

r 2

 

 

 

6.17. λm2

 

λm1

 

 

 

 

 

 

 

εm2

5

=

; при N > 1 происходит сдвиг в фиолетовую область;

= N 4 .

 

 

4 N

 

 

 

 

 

 

 

εm1

 

6.18.ν * = kxTh , где x ≈ 0,11 – ненулевой корень уравнения ex 1 =1,05x .

6.19.λm= ξ0 =1,76 , где x0 ≈ 2,82 – корень уравнения x = 3(1ex ); ξ0 = 4,965 – корень

λm x0

уравнения ξ = 5(1eξ ).

6.20.

 

dwν ,T

 

dν

 

dn

kT

 

3

x2

 

hν

 

4σT

4

dn =

 

= u

 

,

 

 

=

 

 

 

 

 

; x =

 

; h ν =

 

= 2,7kT ;

hν

 

dx

 

 

ex 1

kT

cn

 

 

ν ,T hν

 

ch

 

 

 

 

 

n = dn(x), hνв =1,6kT ;

xв =

hνв

 

=1,6 – корень уравнения (2 x)ex = 2 ;

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hνв = 0,14 эВ; h ν

= 0,23 эВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.21. Уменьшилась на T

=

T 2 λ

=

300 К; уменьшилась на

 

 

b +Tλ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wкв = hcb T = 2 1020 Дж .

6.22. n =

8σT 3

 

 

15

 

3

 

 

 

 

 

6

 

3kc

=1 10

 

м

 

;

P = nkT = 4,1 10

 

Па.

 

 

3ρck

1 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1,9 10

7

К.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.23. T =

2σmH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.24. W =

hc2T 4η

= 0,60

Вт

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

hc

 

 

 

 

 

 

 

см2

 

 

 

 

 

b

 

kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.25. ελ,T = Wλ = ηλW =1010 Втм3 ; εν ,T = ληcW = 6,33 1012 Джм2 .

6.26.

ε

T

= 4

T

= 0,04 ;

 

ελ,T

= 5

T

= 0,05 ;

λ

m =

T

= 0,01.

εT

T

 

ελ,T

T

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λm

 

6.27. A

=

 

ЦT

 

= 0,44 ;

T = T 4

A = 815 К .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

SσT 4

 

 

АЧТ

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.28. W = ελ,T λ ; W =1,65 1014

Вт

; Wm = 4,03

Вт .

м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м2

 

6.29. В 5,1 раза; в 32 раза.

6.30. t = Cρrσ(ηT3 31)=1,6 ч. 9 1

6.31. d =

12σAτ

 

= 0,05 мм.

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

T 3

 

cρσ T 3

 

 

 

2

1

 

6.32. T2 =

 

T1

= 390 К .

 

3στSAT 3

3 1

+

 

1

 

cm

 

 

 

 

6.33. 3300 К.

 

 

 

6.34. η = 0,37; λ1 = 1,1 мкм.

 

6.35. T 4 (r)= T 4

R2 d

.

 

0 2(r 2 + d 2 )3 2

 

Раздел 7

7.1.1) mф = 3,68·10–36 кг; Wф = 2,07 эВ; pф = 1,1·10–27 кг·м/с; 2) mф = 2,21·10–36 кг; Wф = 1,24 МэВ; pф = 6,6·10–22 кг·м/с.

7.2. v

=

2hc

= 9,2 105 м

;

v

2

=

 

c

 

 

= 0,63

м .

1

 

me λ1

с

 

 

1

m

cλ

2

2

с

 

 

 

 

 

 

 

+

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.3.λ = 0,124 нм; ν = 2,41·1018 с–1.

7.4.а) Wф = 2,24 эВ; pф = 1,2·10–27 кг·м/с; б) Wф = 12,3 кэВ; pф = 6,6·10–22 кг·м/с; в) Wф = 0,62 МэВ; pф = 3,3·10–22 кг·м/с.

7.5.N = 4,7·1010 с–1.

7.6.N = 4·105 см–2·с–1.

7.7.n = 2.

7.8.E0 = 1·109 В/м; N = hcIλ = 3,5 1033 м2 с1 .

7.9. P = cI = 3,3 109 Па ; N0 = hcIλ = 5,0 109 м2 с1 ; mф = 2,2·10–27 кг; pф = 6,6·10–19 кг·м/с.

7.10.F = Цd 2 =1 1010 Н. 8cL2

7.11.P = 1,125·10–7 Па.

7.12.P = 1,2·10–5 Па.

7.13.

m =

σT 4 R2 S

.

 

 

 

С С

 

 

 

 

 

GcMС

 

 

 

 

7.14.

Nпогл =

PλSt

1

ρ

= 2,2 1016 .

 

 

 

+ ρ

 

 

 

 

 

h 1

 

 

7.15. F =

NhS

(1+ ρ)cos2 ϕ = 2,2 107

Н .

 

 

 

λ

 

 

 

 

7.16. а) 4,5·10–6 Н/м2; б) 9,0·10–6 Н/м2; в) 6·10–7 Н/м2.

= 3σT 4 R2 (1+ ρ)

7.17. R С

4GdAlcM С

7.18.vmax = 6,5·105 м/с.

7.19.A = 2,33 эВ.

7.20.λ0 = 332 нм; vmax =

= 0,09 мкм.

6,56·105 м/с.

7.21.U0 = 1,76 В.

7.22.λ = 4,3 нм.

 

 

 

hc

 

λ1

 

 

 

 

7.23.

A =

 

 

=1,88 эВ.

 

 

 

 

 

 

λ (η 1) η

λ

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

7.24.

h =

e(u2 u1 )

= 6,62 1034 Дж с, λ0

= hc

= 800 нм;

 

 

 

 

ν2 ν1

 

 

 

 

 

 

A

 

A= eν1u2 ν2u1 = 2,48 1019 Дж =1,55 эВ.

ν2 ν1

7.25.iнасыщ = eη hcλ IS = 7,25 105 А.

7.26. eU = A +W

, eU >> A, v

max

 

2eU =1,03 108 м .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

me

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.27. A = hc eϕ = 4,7 эВ, Q = ε0 Rϕ =1,67 1012

Кл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.28. λ0 = 657 нм;

vmax =

2 hc

 

 

6 м

;

v

2

hc

 

=1,42

10

6

м

.

 

A =1,15 10

 

с

 

 

λ

A + eU

 

с

 

 

 

me λ

 

 

 

 

 

 

 

 

me

 

 

 

 

 

–12

 

 

 

–12

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.29. λ1 = 2,4·10

 

м; ∆λ2

= 4,8·10

м; W1

 

λ

 

λ

+ ∆λ

 

 

 

 

 

 

 

 

= hc

 

= 0,58 кэВ; W2 = 1,13 кэВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

7.30.

W

 

= hc

 

λC

 

= 6,7 кэВ; p

 

= We2 + 2me c2We = 4,43

1023 кг м

, т. е. фотон пере-

 

 

 

 

 

 

 

e

 

λ λ + λC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

c

 

с

 

 

дал электрону 10,8% своей энергии, а импульс электрона отдачи по абсолютной

 

величине оказался больше импульса первичного фотона: cpe = 8,3 104 эВ;

 

cp

ф

= hc

= 6,2 104

эВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sinθ

 

 

 

 

ctg

θ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.31. tgϕ =

 

 

 

 

=

 

2

= 0,8916 ; φ ≈ 41°43´.

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosθ

1

+

λ

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.32. m = (1cosθ )

 

hν 2

 

 

=1,67 1027 кг ;

δ =

hν 2

>1; νe

~ ν ,

 

c2 ν

m0c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

νe =ν

 

δ (1cosθ )

 

 

= 2,86 1022 с1 .

 

 

 

 

1+δ (1cosθ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.33. We

=Wф Wф′ = 0,1

МэВ; 1cosθ =

λ m c2

= 0,17 ; θ = 34°.

 

 

 

e

 

 

λC Wф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.34. λ =

 

 

2λ

C

 

 

 

 

= 3,64 1012 м;

λ

C

=

Wф

= 5,86 10

4

;

 

 

 

W

 

 

2

 

2

 

 

λ

mec2

 

 

 

1

 

ф

 

 

tg

ϕ

 

 

 

 

 

 

 

+ 1+

me c

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W =W

 

 

λ

W

λ

= 0,264 эВ.

 

 

 

 

 

λ

 

 

e

ф λ + ∆λ

ф

 

 

 

 

 

7.35. λ =

лз

 

 

1cosθ =

лз

λ

= 0,5 ; θ = 60°.

 

 

=1,21пм;

 

=

 

η 1

λC (η 1)

λC

Раздел 8

8.1. ve ≈ 100 м/с; ∆vp ≈ 0,05 м/с; ∆vш ≈ 10–22 м/с.

8.2. W ≈ 3 эВ. 8.3. v ≈ 106 м/с.

8.4. WW = λλ = 2πλcτ 3 108 ; ∆W ≈ 5·10–8 эВ; ∆λ ≈ 2·10–14 м; ∆x = 3 м.

8.5. W 8 h2 2 . me a

8.6.L1 ≈ 1 нм; L2 ≈ 0,03 нм.

8.7.Amin mhω .

8.8.Wmin ћω.

8.9. Wmin

 

≈ −

 

m e4

= −13,5 эВ.

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32р2ε02h2

 

8.10. λe = 7,3 нм; λp = 3,9 пм; λш = 6,6·10–33 м.

8.11. W =

 

h2

.

 

 

 

 

 

2mλ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.12. λ =

 

 

h

 

 

 

= 0,12 нм.

 

2me eU

 

8.13. λ =

h

 

me

 

 

=1,1 1034 м.

 

m

 

2eU

 

 

 

8.14. λ =

 

 

h

 

 

 

=1,5 1010 м.

 

 

3mn kT

 

 

 

 

8.15. λ =

 

 

h

 

; λα = 0,073 нм; λn = 0,05 нм; λN2 = 0,028 нм.

 

3mkT

 

 

 

 

 

 

8.16. x = d

 

hL

 

 

 

 

 

2mW =1,2 мм.

8.17.v = mb2hlx = 9 105 мс .

8.18.θmin xpx 2λрb ; θ1 λb . Полученные значения отличаются на малосуществен-

ный для оценки множитель 2π. Вывод: соотношение неопределённостей подтверждается явлением дифракции электронов.

8.19. λ1 = 0,332 нм; λ3 = 0,996 нм.

8.20.λn =

8.21.λБ =

8.22.λБ =

8.23.λБ =

8.24.λ0 =

8.25.λ =

 

2a

 

; Wn =

 

 

 

 

h2

n2 h2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 8

 

 

.

 

n

 

 

 

 

 

2ma2

 

 

 

 

 

 

 

 

2mλ2n

 

 

 

λ

 

 

 

; θ = π/3.

 

 

 

 

2sin

θ

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

= 0,71нм.

 

 

 

 

 

hc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2m

 

 

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

= 0,52 нм.

 

 

 

 

hc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2m

 

 

A + eU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

= 660 нм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

hλ

 

 

 

 

 

 

 

2me λ2Бc

 

 

 

 

 

 

 

 

hc

.

e2U 2

+ 2me ec2U

 

 

 

 

 

 

1

v2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c2

 

 

 

 

12

 

8.26. λ = λ

 

 

 

 

 

 

cλ 2 = 2,3 10

м .

 

v

 

m

 

 

 

1

 

1+

 

e

 

 

 

 

 

 

c

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.27. γ

= 1

 

λ

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.28. mWc2 = 25 .

e

8.29. v = c2 = 2.1 108 мс .

Раздел 9

9.1.

ψ

 

(x)=

2 sin

рnx

,

 

W

 

=

 

р2h2 n2

 

 

; 1) ρ

 

 

(x)=

2 sin 2

 

рnx

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

2ml2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) P

,x )

=

 

x2 x1

 

1

cos р

x1 + x2

sin р

x2 x1

; P1 = 0,196; P2 = 0,608;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) P

 

=

x2 x1

 

 

1

 

 

 

cos

 

рn

(x + x

2

) sin

рn

 

(x

2

x

); P1 = P2 = 0,5; 4)

 

x

= l ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

рn

 

 

 

 

 

 

l

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

px = 0 ; 5) x = l

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

; 6) px =

рnh

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

16р2 n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

рn1 x

 

 

 

 

 

рn2 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

2

h

2

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.2.

ψn (x, y)=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n1

 

 

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l l

 

sin

 

 

 

 

l

 

 

sin

 

l

 

 

, Wn1n2

=

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2m

 

l 2

l

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a) 1) ρmax =

 

 

4

 

 

=1 1020 м2 ; 2)

P l

 

l

 

 

 

= 0,038 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l1l2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

1

;0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

=

 

x2 x1

 

 

1

cos р

x1 + x2

sin р

x2 x1

 

y2 y1

 

1

cos

 

y1 + y2

 

sin

y2 y1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1x2 y1 y2

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

l

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

2

 

 

 

 

 

 

l

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) 1) ρmax =

 

4

 

= 4 1020 м2 ; 2) P = 0,038.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.3.

ψn (x, y, z)=

 

 

 

 

8

 

 

 

sin

рn x

sin

рn y

sin

рn Z

, Wn1n2n3

=

 

р2h2

n2

 

 

n2

+

n2

 

 

 

 

l l l

 

 

 

l

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

2m

l 2

 

+ l

2

 

l 2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

3

 

 

9.4.

ξ

=

W

 

,

λ2

=

2mU

0

l

2

 

; а) sin λ

ξ = ±

ξ ; W1 = 1,2

эВ; б)

tg λ

 

ξ

 

 

= −

 

ξ

,

 

U

 

 

 

 

 

h2

 

 

 

 

 

tg λ ξ 1

ξ 1

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W1 = 30 эВ; в)

 

tg λ

 

ξ

 

 

 

= −

 

 

ξ

 

 

, W1 = 60 эВ; г)

λ

 

 

 

ξ = nр2arcsin

ξ ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

th λ

 

 

 

 

1ξ

 

 

 

 

 

 

 

1ξ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 1, 2, …; W1 = 0,83 эВ.

9.5.

ψ1 =

 

2 sin

x

 

 

 

 

4 +

 

a

4l

 

1) ρ1

(x)= 2

 

 

sin 2

 

4 +

 

 

 

 

l

 

9.6.

Wn

 

 

 

1

 

 

= hω n +

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

9.7.

Wn n

2

= hω(n1 + n2 +1).

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

, x = [0, l]; ψ2 =

e 4

e

, x > l;

 

4l

 

 

 

 

 

 

4 +

 

l

 

 

 

 

 

 

x , ρ

 

 

р

 

x

 

 

 

 

 

 

 

(x)= e

 

 

e

 

; 2) P = 6

,

P = 1 .

2

2

 

2l

 

 

l

 

 

 

4 +

 

 

 

1

7

 

2

7