Методички / А.А. Колесникова Физика. Программа, методические указания к практическим занятия и контрольные задания по общему курсу физики для студентов заочной формы обучения специальностей 060808 и 060814

dmin

=

λ

,

n2 sin2 i

4

dmin

=

0,72 10

− 6

=

0,2 10− 6

м .

4 (1,25)

2 − sin2

600

Ответ: dmin = 0,2 10− 6 м =

0,2 мкм.

Дано:

Решение

λ = 0,6 10-6 м

Параллельный пучок света, падая нормально

l = 0,1 м

к грани клина,

отражается как от верхней (лучи

m = 10

1),так и от нижней (лучи 2) грани. Лучи 1-2 коге-

n = 1,5

рентны и, накладываясь друг на друга, дают

α − ?

устойчивую картину интерференции.

Светлые полосы наблюдаются в тех

местах клина, для которых разность хода

лучей 1-2 удовлетворяет условию (70):

∆

Х = Кλ .

Оптическая разность хода лучей 1 – 2:

∆

Х =

2dn + λ / 2,

где λ /2 – потеря половины длины волны при

Рис. 13

отражении

луча

от

верхней грани.

Для

участков клина

с толщиной dk и

dk + 1

условия максимума интенсивности имеют вид

2dk n + λ / 2 = Kλ ,

2dk + 10n + λ / 2 = (K + 10)λ .

Выразим dk

и dk + 10 :

dk =

Kλ − λ / 2

,

dk + 10 =

(K + 10)λ − λ / 2

.

2n

2n

28

Ответ:

l = 1,2 см.

6. Квантовая оптика. Физика ядра (задачи 51 – 60)

6.1. Основные законы и формулы

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

ε = А + Ек max ,

(76)

где ε =

hν - энергия фотона, падающего на поверхность металла;

h = 6,62 10−

34 Дж с - постоянная Планка; ν

- частота фотона; А – ра-

Минимальное значение энергии фотона, способного вызвать

фотоэффект:

hν

0 = A,

(77)

где ν 0 - красная граница фотоэффекта.

ν 0 =

A

,

λ 0 =

hс

,

A

(78)

h

где ν 0 - минимальная частота; λ

0 - максимальная длина волны,

при которой возможен фотоэффект; с =

3 108

м/с - скорость света.

Дефект массы ядра

∆ m =

Zmp +

(A −

Z )mn −

mя ,

(79)

где Z – число протонов;

А – число нуклонов в ядре; mp ,

mn , mя

-

масса покоя протона, нейтрона и ядра, соответственно.

Энергия связи ядра

m с2.

Е =

∆

(80)

Энергия ядерной реакции

m )] C2 ,

Q = [(m

+ m

2

)

− (m

+

(81)

1

3

4

где m1 и

m2 - массы покоя ядер, вступающих в реакцию;

m3 и m4 -

массы покоя ядер продуктов реакции.

Если дефект массы выражать в атомных единицах массы (а.е.м.;

1 а.е.м. =

1,66 10− 27 кг),

а энергию связи Е

в МэВ (миллион элек-

трон–вольт; 1эВ = 1,6 10− 19 Дж ), то формулы (80), (81) принимают вид

Е = 931 ∆

m .

(82)

λ =

Дано:

Решение

0,155 10− 6 м

Из формулы максимальной кинетической

4,7 эВ = 7,52 10−

энергии

А =

19 Дж

υ max − ?

Ек max

=

mυ max2

находим

2

υ max =

2Eк max ,

9,11 10− 31

m

где

m =

- масса покоя электрона.

Ek max

выразим из уравнения Эйнштейна (76):

Энергия фотона

Eк max =

ε

− A.

hс

ε =

hν

=

,

λ

υ max =

2(hс / λ

−

А) ,

m

υ max =

2(6,62 10− 34

3 108 / 0,155

10− 6 −

4,7 1,6 10− 19

= 1,8 106 м/c .

9,11 10−

31

Ответ: υ max = 1,8 106

м/c.

2.

Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию

связи ядра

186 О .

Дано:

Решение

186 О

?

Ядро кислорода 186 О состоит из Z = 8

∆ m −

? E −

? Еуд −

протонов

(зарядовое число)

и N = 8

где mp = 1,00728 а.е.м.; mn = 1,00867 а.е.м.; mя =

15,99492 а.е.м.

Вычисления дают:

∆ m = 8 1,00728 + 8 1,00867 − 15,99492 =

0,13268 а.е.м.