задания на физику 1 курс очка

1. Зависимость напряжения на обкладках конденсатора от времени при свободных колебаниях в колебательном контуре имеет вид В. Индуктивность катушки контура мГн.

Найти зависимость силы тока в контуре от времени. Начертить графики зависимости от времени энергии электрического поля конденсатора, энергии магнитного поля катушки и полной энергии в пределах одного периода.

2. Зависимость силы тока в контуре от времени при свободных колебаниях имеет вид А. Емкость конденсатора контура мкФ. Найти зависимость напряжения на конденсаторе от времени. Начертить графики зависимости от времени в пределах одного периода энергии электрического поля, энергии магнитного поля и полной энергии контура.

3. Энергия колебательного контура мкДж, его индуктивность мГн. Напряжение на конденсаторе в начальный момент времени равно максимальному значению В. Найти зависимость заряда конденсатора от времени в режиме свободных колебаний. Начертить графики зависимости от времени в пределах одного периода энергий электрического и магнитного полей, а также полной энергии контура. Затуханием пренебречь. При решении задачи для упрощения расчетов взять .

4. В контуре происходят свободные гармонические колебания.

В начальный момент времени напряжение на конденсаторе находилось в стадии нарастания и равнялось В, что составляло половину амплитудного значения. Амплитуда силы тока в контуре А, индуктивность контура мГн. Пренебрегая затуханием, найти зависимость от времени энергий электрического и магнитного полей контура, а также полную энергию контура.

5. Индуктивность катушки контура мГн, емкость его конденсатора мкФ. В контуре происходят свободные колебания. Заряд конденсатора в начальный момент времени находился в стадии нарастания и равнялся половине амплитудного значения. В некоторый момент времени заряд на конденсаторе и сила тока в контуре равны соответственно мкКл, мА. Пренебрегая затуханием, найти зависимость от времени энергий электрического и магнитного полей контура.

6. Колебания, совершаемые частицами воздуха в точке наблюдения при прохождении звуковых волн, излучаемых первым и вторым источниками, описываются уравнениями: мкм, мкм.

Написать уравнение результирующего колебания, если через точку наблюдения обе волны проходят в одном направлении. Построить векторную диаграмму складываемых колебаний.

7. Уравнения колебаний токов, втекающих в узел электрической схемы (рис.7), имеют вид: мА, мА. Написать уравнение колебаний тока , вытекающего из этого узла. Построить векторную диаграмму складываемых колебаний.

8. В точку наблюдения приходят сигналы от двух антенн так,

что напряженности полей имеют вид мкВ/м,

мкВ/м. Найти зависимость от времени напряженности поля результирующего сигнала, если оба вектора и совершают колебания вдоль одного направления. Построить векторную диаграмму складываемых колебаний.

9. Два электромагнита создают магнитные поля, магнитные индукции которых описываются уравнениями: Тл, Тл.

Имеются две одинаковые рамки (рис. 8) каждая площадью см². Плоскости рамок перпендикулярны линиям индукции магнитных полей. Найти зависимость от времени ЭДС в цепи, в которую эти рамки включены последовательно. Построить векторную диаграмму складываемых ЭДС.

10. При прохождении через точку наблюдения одной продольной волны колебательная скорость частиц среды изменяется по закону

см/с. При прохождении через эту точку другой продольной волны колебательная скорость изменяется по закону см/с. Найти закон изменения колебательной скорости в точке наблюдения, если через нее распространяются одновременно обе продольные волны в одном направлении. Построить векторную диаграмму складываемых скоростей.

11. Уравнение плоской звуковой волны имеет вид мм. Плотность воздуха кг/м³. Найти период колебаний, длину волны, среднюю за период плотность звуковой энергии и уровень интенсивности. Определить энергию, переносимую волной через площадку м² за время мин.

12. Плоская гармоническая звуковая волна распространяется в воздухе. Плотность воздуха кг/м³, атмосферное давление Па. Энергия, переносимая за время мин. через площадку м², перпендикулярную направлению распространения волны, равна мДж. Разность фаз колебаний между двумя точками рад, расстояние между этими точками м. Написать уравнение волны. Определить амплитуду акустического давления и уровень интенсивности волны.

13. Уравнение сферической волны, распространяющейся в воздухе, имеет вид м. Плотность воздуха кг/м³. Найти мощность источника волны, а также среднюю за период плотность звуковой энергии и уровень интенсивности сигнала на расстоянии м от источника.

14. Частота колебаний источника гармонической сферической звуковой волны Гц. Плотность воздуха кг/м³, атмосферное давление

Па. Через площадку см² за время мин. волна перенесла энергию мДж. Площадка перпендикулярна направлению распространения волны и находится на расстоянии м от источника. Найти уровень интенсивности сигнала в пределах площадки. Написать уравнение волны. Определить мощность источника волны.

15. Частота источника гармонической сферической звуковой волны Гц. Плотность воздуха кг/м³, его температура К, масса моля г/моль. На расстоянии м от источника уровень интенсивности волны дБ. Написать уравнение волны. На каком расстоянии от источника уровень интенсивности звука достигнет порога болевого ощущения дБ?

16. Луч плоскополяризованного света последовательно проходит через 2 поляризатора. Плоскость пропускания 2-го поляризатора перпендикулярна плоскости поляризации луча, падающего на 1-й поляризатор. При каком угле между плоскостью пропускания 1-го поляризатора и плоскостью поляризации падающего на него света интенсивность света, прошедшего оба поляризатора, будет максимальна? Найти эту интенсивность, если начальная интенсивность луча Вт/см².

Примечание. Один из возможных способов решения задачи состоит в построении графика функции и нахождении угла, соответствующего максимуму. Второй способ состоит в нахождении экстремума этой функции, для чего надо ее производную по приравнять нулю и из полученного равенства найти искомый угол.

17. На поляризатор падает плоскополяризованный луч света. После прохождения поляризатора интенсивность света уменьшается в 4 раза. На какой угол надо повернуть плоскость пропускания поляризатора, чтобы он полностью гасил проходящий свет? Потери в поляризаторе не учитывать.

18. Естественный свет падает на систему из двух поляризаторов-николей, угол между плоскостями пропускания которых . При прохождении естественного света через поляризатор-николь его интенсивность уменьшается в 2 раза. После поворота плоскости пропускания одного из поляризаторов интенсивность луча, прошедшего систему, стала равна Вт/см², увеличившись в 2 раза. Найти интенсивность луча естественного света и угол между плоскостями поляризаторов после поворота. Потерями в поляризаторах пренебречь.

19. Луч естественного света, распространяющийся в горизонтальной плоскости, падает под углом Брюстера на вертикальную поверхность диэлектрика. Отраженный от диэлектрика луч проходит через поляризатор, в результате чего его интенсивность уменьшается в 4 раза. Найти угол между горизонтальной плоскостью и плоскостью поляризации луча, вышедшего из поляризатора. Потерями в поляризаторе пренебречь.

20. Плоскости поляризации двух параллельных пучков света взаимно перпендикулярны, а интенсивности одинаковы и равны Вт/см². На их пути ставят поляризатор. Доказать, что после прохождения поляризатора сумма интенсивностей этих пучков не зависит от ориентации плоскости пропускания поляризатора. Определить сумму интенсивностей прошедших пучков. Потерями в поляризаторе пренебречь.

21. Свет с длиной волны Å от двух когерентных источников S₁ и S₂ попадает на экран Э, расположенный на расстоянии м (рис. 4). На отрезке экрана мм помещаются 3 интерференционные полосы. Наблюдатель способен различить не более 6 полос на указанном отрезке. На какую максимальную величину можно увеличить расстояние между источниками, чтобы наблюдатель еще мог различать интерференционные полосы?

22. Параллельный пучок лучей с длиной волны Å падает на пленку толщиной мкм, имеющую показатель преломления . При каком угле падения отраженный свет будет максимально ослаблен в результате интерференции? Образование интерферирующих лучей показать на рисунке.

23. Интерференция от 2-х когерентных источников (щелей) S₁ и S₂ наблюдается на экране Э, параллельном источникам (рис.4). Расстояние от экрана до источников м, длина волны света Å. 5-й интерференционный максимум находится на расстоянии мм от центра экрана О. Найти расстояние между источниками. На какое расстояние надо отодвинуть экран, чтобы ширина интерференционной полосы увеличилась в 1,5 раза?

24. На мыльную пленку толщиной мкм падают параллельные лучи с длиной волны Å под углом . Найти показатель преломления мыльной пленки, если отраженные лучи при интерференции максимально усилены. При расчетах учесть, что показатель преломления мыльной пленки находится в интервале 1<<2. Образование интерферирующих лучей показать на рисунке.

25. Два когерентных источника (щели) S₁ и S₂ находятся на расстоянии мм друг от друга. Интерференция наблюдается на экране Э, расположенном на расстоянии м от щелей (рис. 4). Ширина интерференционной полосы на экране мм.

Длину волны света уменьшили на величину Å. Найти новую ширину интерференционной полосы .

26. Источник сферической волны S и точка наблюдения А находятся на оси круглого отверстия на расстояниях и от него (рис. 5). Радиус отверстия . Изменится или нет интенсивность света в точке наблюдения, если источник и точку наблюдения поменяли местами? Как изменится интенсивность в точке наблюдения в следующих случаях: 1) расстояния от отверстия до источника и от отверстия до точки наблюдения одновременно увеличивают в 2 раза (до увеличения в отверстии укладывалось 6 зон Френеля); 2) радиус отверстия, в котором укладываются 4 зоны Френеля, уменьшают в 2 раза; 3) длину волны уменьшают в 2 раза (до уменьшения в отверстии укладывалась 1 зона Френеля). Ответы обосновать.

27. Монохроматическая световая волна (Å) излучается точечным источником S, расположенным на оси круглого отверстия (рис. 5). Расстояние от источника до отверстия м, радиус отверстия мм. В отверстии укладываются 3 зоны Френеля. На каком расстоянии от отверстия находится точка наблюдения А? Минимум или максимум интенсивности наблюдается в точке А?

28. Точечный источник света S и точка наблюдения А находятся на оси круглого отверстия на расстояниях, соответственно, м и м от него (рис. 5). Длина волны света м. При каком минимальном радиусе отверстия в точке наблюдения будет иметь место максимум интенсивности?

29. Источник света S находится на оси круглого отверстия на расстоянии м от него (рис. 5). Спектр источника содержит две длины волны Å (фиолетовый цвет) и Å (желтый цвет). Какой цвет увидит наблюдатель в точке А, находящейся на расстоянии м от отверстия? Радиус отверстия мм.

30. На круглое отверстие падает монохроматическая волна ( мкм). Радиус отверстия мм. Точка наблюдения А находится на оси отверстия на расстоянии м от него (рис. 5). В отверстии укладываются 2 зоны Френеля. На каком расстоянии от отверстия находится источник? Минимум или максимум интенсивности наблюдается в точке А?

31. С поверхности серого тела площадью см² за 1 мин. излучается энергия кДж. Коэффициент поглощения тела Найти температуру тела и длину волны, на которую приходится максимум излучательной способности этого тела.

32. Абсолютно черное тело, имеющее температуру ˚С, излучает с площади см² за промежуток времени мин. такую же энергию, какую излучает второе абсолютно черное тело с площади см² за промежуток времени мин. Определить длину волны , при которой излучательная способность второго тела максимальна?

33. Абсолютно черное тело нагрето до температуры ˚С. Найти длину волны, на которую приходится максимум излучательной способности этого тела. На какой из двух длин волн Å или Å излучательная способность этого тела больше (ответ обосновать)? Какую энергию излучает это тело за 1 час, если площадь его поверхности см²?

3 4. Абсолютно черное тело в виде шара радиусом см излучает за промежуток времени мин энергию кДж. Оно находится внутри сферической полости радиусом см, стенки которой также излучают как абсолютно черное тело. Шар и полость находятся в состоянии термодинамического равновесия. Найти: энергию , излучаемую стенками полости за промежуток времени мин.; длину волны , на которую приходится максимум излучательной способности полости.

35. Какую энергию излучает за промежуток времени мин. с поверхности см² серое тело, коэффициент поглощения которого , если максимум излучательной способности этого тела приходится на длину волны м?

36. Изменение в 1,5 раза частоты ультрафиолетового излучения, падающего на вещество с работой выхода эВ, привело к увеличению задерживающей разности потенциалов в 2 раза. Найти энергию и импульс фотонов, падавших на вещество до изменения частоты света.

37. Ультрафиолетовое излучение, длина волны которого м, падает на вещество и вызывает фотоэффект. При облучении другого вещества задерживающая разность потенциалов остается такой же, что и для первого вещества, если увеличить частоту излучения на величину Гц. Длины волн, соответствующие красным границам этих веществ, отличаются в 1,25 раза. Найти максимальные энергию и скорость фотоэлектронов, выбиваемых из первого вещества.

38. Максимальная скорость электронов, вылетающих из вещества при фотоэффекте, м/с. При увеличении энергии падающих фотонов в 2 раза максимальная скорость фотоэлектронов изменилась в 2 раза. Найти длину волны излучения, первоначально падавшего на вещество, и работу выхода для данного вещества.

39. При падении ультрафиолетового излучения на одно вещество максимальная скорость выбиваемых фотоэлектронов м/с. При падении этого излучения на другое вещество энергия выбиваемых фотоэлектронов изменилась в 1,5 раза. Работа выхода электронов из второго вещества составляет 84,5% от работы выхода из первого вещества. Найти частоту и импульс падающих фотонов.

40. На вещество падает электромагнитное излучение, частота которого в 1,5 раза превышает частоту, соответствующую красной границе фотоэффекта для этого вещества. При этом задерживающая разность потенциалов В. Найти работу выхода электронов из вещества и импульс падающих фотонов.

41. Кинетическая энергия электрона, выбитого фотоном из атома водорода, оказалась равна по модулю полной энергии этого электрона, которую он имел в атоме водорода. Найти энергию фотона, выбившего этот электрон. Длина волны де Бройля выбитого электрона Å.

42. Электрон, находящийся на некотором энергетическом уровне в атоме водорода, может перейти в основное состояние одним из 4 различных способов через ниженаходящиеся энергетические уровни. Найти длину волны де Бройля электрона на исходном уровне и суммарную энергию фотонов, испущенных при таком переходе. Показать вышеупомянутые 4 перехода на энергетической диаграмме атома водорода.

43. Энергия электрона, перешедшего с одного энергетического уровня на другой в атоме водорода, изменилась в 4 раза, а энергия испущенного при этом переходе фотона оказалась равна Дж. Найти номера начального и конечного энергетических уровней и длину волны де Бройля электрона в конечном состоянии.

44. Найти отношение длины боровской орбиты в атоме водорода к длине волны де Бройля электрона, движущегося по этой орбите. Указать численные значения этого отношения для 1-й и 3-й орбит.

45. Чему должна быть равна максимальная длина волны де Бройля электрона, чтобы при соударении он мог ионизировать атом водорода, находящийся в основном состоянии?

22