МЭИ(ТУ) Физика
.pdf
Раздел 5
5.1. |
n −1 = 5,98 10−5 . |
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5.2. |
1) u = v ; 2) u = |
v |
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; 3) u |
= 2v ; 4) |
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u = |
c2 |
. |
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2 |
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v |
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5.3. |
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2 |
u |
2B |
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A = 1,58; B = 1,387 нм ; |
v =1− |
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= 0,956 . |
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nλ2 |
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5.4. |
v = |
c |
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8 м |
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c2 |
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8 м |
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11 |
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-3 |
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|||||||
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|
= 3,33 10 |
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с |
|
; u = |
v = cn = 2,7 |
10 |
с |
; Ne = 2,36·10 |
|
м |
|
. |
|||||||||||||||||
n |
|
|
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5.5. |
в) L = |
|
8р2ε |
0 |
mc∆t |
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19 |
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= |
1,19 10 |
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м =1260 световых лет . |
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2 |
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1 |
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1 |
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Nee |
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− |
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2 |
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2 |
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|||||
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||||||
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ν1 |
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ν2 |
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5.6. |
u = (1− m)v . |
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5.7. 1) u = 1−vq , q = –1, u = v2 ; 2) u = (1− p)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 м−1 . |
||||
d |
2 |
− d |
1 |
D |
|||||||
|
|
|
|
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|||||||
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2 |
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|||
5.13. ν = 68. |
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|||
6.20. |
|
dwν ,T |
|
dν |
|
dn |
kT |
|
3 |
x2 |
|
hν |
|
4σT |
4 |
|||||
dn = |
|
= u |
|
, |
|
|
= 8р |
|
|
|
|
|
; 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 |
|
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|
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|
|
kT |
|
|
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hνв = 0,14 эВ; h ν |
= 0,23 эВ. |
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|||||||
6.21. Уменьшилась на ∆T |
= |
T 2 ∆λ |
= |
300 К; уменьшилась на |
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||||||||||||||
b +T∆λ |
|
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||||||||||||||||||
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|||
∆Wкв = hcb ∆T = 2 10−20 Дж .
6.22. n = |
8σT 3 |
|
|
15 |
|
−3 |
|
|
|
|
|
−6 |
|
||||
3kc |
=1 10 |
|
м |
|
; |
P = nkT = 4,1 10 |
|
Па. |
|||||||||
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|
3ρck |
1 3 |
|
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|
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||||
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= |
1,9 10 |
7 |
К. |
|
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|||||||||
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||||||||||
6.23. T = |
2σmH |
|
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||||||||||||
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||||
6.24. ∆W = |
4рhc2T 4η |
= 0,60 |
Вт |
. |
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|||||||||||
|
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||||||||||||||
|
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|
|
4 |
|
hc |
|
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|
см2 |
|
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b |
|
kT |
|
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e |
|
−1 |
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||
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6.25. ελ,T = ∆∆Wλ = ∆ηλW =1010 Втм3 ; εν ,T = λη∆cW = 6,33 10−12 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 . |
|
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||||||||
|
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||||||||||||||
|
T |
|
|
SσT 4 |
|
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АЧТ |
|
T |
|
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|||
|
|
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|
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|
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||||
6.28. ∆W = ελ,T ∆λ ; ∆W =1,65 10−14 |
Вт |
; ∆Wm = 4,03 |
Вт . |
||||||||||||||||
м2 |
|||||||||||||||||||
|
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м2 |
|
|||
6.29. В 5,1 раза; в 32 раза.
6.30. t = Cρrσ(ηT3 3−1)=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 |
|
||
|
|
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|
6.33. 3300 К. |
|
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|
6.34. η = 0,37; λ1 = 1,1 мкм. |
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|
6.35. T 4 (r)= T 4 |
R2 d |
. |
|
||
0 2(r 2 + d 2 )3 2 |
|
|
7.21.U0 = 1,76 В.
7.22.λ = 4,3 нм.
|
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hc |
|
λ1 |
|
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||
7.23. |
A = |
|
|
=1,88 эВ. |
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|||||
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||||||||
λ (η −1) η |
λ |
|
−1 |
|
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||||||
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1 |
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2 |
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|
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7.24. |
h = |
e(u2 −u1 ) |
= 6,62 10−34 Дж с, λ0 |
= hc |
= 800 нм; |
||||||
|
|||||||||||
|
|
|
ν2 −ν1 |
|
|
|
|
|
|
A |
|
A= eν1u2 −ν2u1 = 2,48 10−19 Дж =1,55 эВ.
ν2 −ν1
7.25.iнасыщ = eη hcλ IS = 7,25 10−5 А.
7.26. eU = A +W |
, eU >> A, v |
max |
|
2eU =1,03 108 м . |
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|||||||||
к |
|
|
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|
me |
|
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|
с |
|
|
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||
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|||
7.27. A = hc − eϕ = 4,7 эВ, Q = 4рε0 Rϕ =1,67 10−12 |
Кл. |
|
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|||||||||||
λ |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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 |
|
|
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|
|
|
|
|
me |
|
|
|
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|
|||||
–12 |
|
|
|
–12 |
|
|
1 |
|
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|
|
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 |
10−23 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. |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
λ |
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
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|
sinθ |
|
|
|
|
ctg |
θ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
7.31. tgϕ = |
|
|
|
|
= |
|
2 |
= 0,8916 ; φ ≈ 41°43´. |
|
|
|||||||||||||||||||
|
λ′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
− cosθ |
1 |
+ |
λ |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
λ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
λ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
7.32. m = (1− cosθ ) |
|
hν 2 |
|
|
=1,67 10−27 кг ; |
δ = |
hν 2 |
>1; ∆νe |
~ ν , |
|
|||||||||||||||||||
c2 ∆ν |
m0c2 |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
∆νe =ν |
|
δ (1− cosθ ) |
|
|
= 2,86 1022 с−1 . |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
1+δ (1− cosθ ) |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
7.33. We |
=Wф −Wф′ = 0,1 |
МэВ; 1−cosθ = |
∆λ m c2 |
= 0,17 ; θ = 34°. |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
e |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
λC Wф |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
7.34. ∆λ = |
|
|
2λ |
C |
|
|
|
|
= 3,64 10−12 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 |
|
|
1− cosθ = |
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 10−8 ; ∆W ≈ 5·10–8 эВ; ∆λ ≈ 2·10–14 м; ∆x ≈ cτ = 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 10−34 м. |
|||
|
m |
|
2eU |
|
|
|
|||
8.14. λ = |
|
|
h |
|
|
|
=1,5 10−10 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 = mb2hl∆x = 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.


