Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Технологический институт

Кафедра «Физика, методы контроля и диагностики»

Физика квантовая оптика, квантовая механика

Сборник контрольно-измерительных материалов

для самостоятельной работы студентов

всех специальностей

Тюмень

ТюмГНГУ

2011

УДК 530.075.80

Федоров, Б.В. Физика. Квантовая оптика, квантовая механика. Сборник контрольно-измерительных материалов для самостоятельной работы студентов всех специальностей/ Б.В. Федоров, Г.Н. Федюкина, Н.П. Исакова, Д.Ф. Нерадовский. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2011.- 64с.

В сборнике контрольно-измерительных материалов представлены современные тестовые задания по физике. Тесты различаются по объему и уровню сложности. Простые тесты предназначены для подготовки студентов к контрольному тестированию, организации самостоятельной работы при изучении квантовой оптики и квантовой механики в курсе общей физики. Более сложные задания могут быть использованы для проведения семинарских занятий повышенного уровня, подборки практических заданий для теоретических коллоквиумов.

© Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего

профессионального образования

«Тюменский государственный

нефтегазовый университет», 2011

Тепловое излучение

1. Тепловым излучением тел называется…

1) поток энергии, испускаемый единицей поверхности излучающего тела по всем направлениям 2) термодинамическое излучение, так как оно является следствием хаотического теплового движения частиц тела и осуществляется за счет энергии этого движения. 3) безразмерная физическая величина, численно равная отношению величины поглощенного потока энергии к полному падающему на тело потоку энергии 4) безразмерная физическая величина, численно равная отношению величины полного падающего на тело потока энергии к поглощенному потоку энергии

2. Энергетической светимостью тела называется…

1) поток энергии, испускаемый единицей поверхности излучающего тела по всем направлениям 2) термодинамическое излучение, так как оно является следствием хаотического теплового движения частиц тела и осуществляется за счет энергии этого движения. 3) безразмерная физическая величина, численно равная отношению величины поглощенного потока энергии к полному падающему на тело потоку энергии 4) безразмерная физическая величина, численно равная отношению величины полного падающего на тело потока энергии к поглощенному потоку энергии

3. Поглощательной способностью тела называется…

1) поток энергии, испускаемый единицей поверхности излучающего тела по всем направлениям 2) термодинамическое излучение, так как оно является следствием хаотического теплового движения частиц тела и осуществляется за счет энергии этого движения. 3) безразмерная физическая величина, численно равная отношению величины поглощенного потока энергии к полному падающему на тело потоку энергии 4) безразмерная физическая величина, численно равная отношению величины полного падающего на тело потока энергии к поглощенному потоку энергии

4. Серые тела– это тела….

1) полностью отражающие все лучи, падающие на них 2) полностью поглощающие все падающее на них излучение 3) поглощательная способность которых меньше 1, но одинакова для всех частот (длин волн) 4) избирательно поглощающие излучение одних частот и отражающие излучение других частот

5. Цветные тела – это тела…

1) полностью отражающие все лучи, падающие на них 2) полностью поглощающие все падающее на них излучение 3) поглощательная способность которых меньше 1, но одинакова для всех частот (длин волн) 4) избирательно поглощающие излучение одних частот и отражающие излучение других частот

6. Абсолютно черные тела – это тела…

1) полностью отражающие все лучи, падающие на них 2) полностью поглощающие все падающее на них излучение 3) поглощательная способность которых меньше 1, но одинакова для всех частот (длин волн) 4) избирательно поглощающие излучение одних частот и отражающие излучение других частот

7. Абсолютно белые тела – это тела…

1) полностью отражающие все лучи, падающие на них 2) полностью поглощающие все падающее на них излучение 3) поглощательная способность которых меньше 1, но одинакова для всех частот (длин волн) 4) избирательно поглощающие излучение одних частот и отражающие излучение других частот

8. Закон Кирхгофа для теплового излучения…

1) энергетическая светимость любого тела прямо пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры 2) отношение испускательной и поглощательной способностей не зависит от природы тела и является для всех тел одной и той же функцией частоты и температуры 3) частота, соответствующая максимальному значению энергетической светимости абсолютно черного тела, прямо пропорциональна его абсолютной температуре 4) энергия осциллятора может принимать только дискретные значения, равные целому числу наименьшей порции энергии квантов.

9. Закон Стефана-Больцмана для теплового излучения…

1) энергетическая светимость любого тела прямо пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры 2) отношение испускательной и поглощательной способностей не зависит от природы тела и является для всех тел одной и той же функцией частоты и температуры 3) частота, соответствующая максимальному значению энергетической светимости абсолютно черного тела, прямо пропорциональна его абсолютной температуре 4) энергия осциллятора может принимать только дискретные значения, равные целому числу наименьшей порции энергии квантов.

10. Закон смещения Вина для теплового излучения…

1) энергетическая светимость любого тела прямо пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры 2) отношение испускательной и поглощательной способностей не зависит от природы тела и является для всех тел одной и той же функцией частоты и температуры 3) частота, соответствующая максимальному значению энергетической светимости абсолютно черного тела, прямо пропорциональна его абсолютной температуре 4) энергия осциллятора может принимать только дискретные значения, равные целому числу наименьшей порции энергии квантов.

11. Выберите формулу, отражающую закон Стефана-Больцмана для теплового излучения …

1) 2)

3) 4) 5)

12. Выберите формулу, отражающую закон Вина для теплового излучения …

1) 2)

3) 4) 5)

13. Выберите формулу, отражающую закон Кирхгофа для теплового излучения …

1) 2)

3) 4) 5)

14. Выберите формулу Рэлея – Джинса для теплового излучения ….

1) 2)

3) 4) 5)

15. Выберите формулу Планка для теплового излучения…

1) 2)

3) 4) 5)

16. Формулу для спектральной светимости абсолютно черного тела открыл…

1) Стефан и Больцман 2) Вин 3) Релей и Джинс 4) Планк

17. Закон открыл…

1) Стефан и Больцман 2) Вин 3) Релей и Джинс 4) Планк

18. Закон открыл…

1) Стефан и Больцман 2) Вин 3) Релей и Джинс 4) Планк

19. На рисунке представлены графики зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от частоты при различных температурах. Наименьшей температуре соответствует график….

1) 1 2) 2 3) 3

20.На рисунке представлены графики зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при различных температурах. Наибольшей температуре соответствует график…. 1) 1 2) 2 3) 3

21. На рисунке представлены графики зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при различных температурах. Наименьшей температуре соответствует график… 1) 1 2) 2 3) 3

22. На рисунке показаны кривые зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при разных температурах. Если длина волны, соответствующая максимуму излучения, увеличилась в 4 раза, то температура абсолютно черного тела… 1) увеличилась в 2 раза

2) уменьшилась в 2 раза

3) увеличилась в 4 раза 4) уменьшилась в 4 раза

23. На рисунке показаны кривые зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при разных температурах. Если длина волны, соответствующая максимуму излучения, уменьшилась в 4 раза, то температура абсолютно черного тела… 1) увеличилась в 2 раза

2) уменьшилась в 2 раза

3) увеличилась в 4 раза 4) уменьшилась в 4 раза

24. На рисунке показана кривая зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при T=6000K. Если температуру тела уменьшить в 2 раза, то энергетическая светимость абсолютно черного тела уменьшится …

1) в 4 раза 2) в 16 раз 3) в 8 раз

4) в 2 раза

25. На рисунке показаны кривые зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при разных температурах. Если кривая 2 соответствует спектру излучения абсолютно черного тела при температуре 1500 К, то кривая 1 соответствует температуре (в К) … 1) 1000 2) 750

3) 6000 4) 3000

26. На рисунке показаны кривые зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при разных температурах. Если кривая 1 соответствует спектру излучения абсолютно черного тела при температуре 6000 К, то кривая 2 соответствует температуре (в К)… 1) 1000 2) 3000 3) 750 4) 1500

27. На рисунке приведены зависимости спектральной плотности энергетической светимости от л Солнца (пунктирная кривя), а так же батареи водяного отопления, электролампы накаливания и электроплиты Спектральному составу теплового излучения нити лампы накаливания соответствует кривая… 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

28. На рисунке приведены зависимости спектральной плотности энергетической светимости от л Солнца (пунктирная кривя), а так же батареи водяного отопления, электролампы накаливания и электроплиты Спектральному составу теплового излучения батареи водяного отопления соответствует кривая… 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

29. На рисунке приведены зависимости спектральной плотности энергетической светимости от л Солнца (пунктирная кривя), а так же батареи водяного отопления, электролампы накаливания и электроплиты Спектральному составу теплового излучения электроплиты соответствует кривая… 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

30. Два одинаковых по форме и объему чайника, один из которых снаружи закопчен, а другой имеет блестящую зеркальную поверхность, полностью заполнены водой. После того, как чайники закипели, их сняли с плиты и поставили недалеко друг от друга. Быстрее остынет чайник…

1) блестящий 2) закопченный

3) остынут одинаково 4) зависит от площади поверхности

31. Если нагревать кусок металла до белого свечения, то первым будет виден цвет…

1) фиолетовый 2) красный 3) белый 4) голубой 5) синий

Согласно гипотезе Планка спектральная плотность энергетической светимости нагретого до температуры Т абсолютно черного тела r_,T определяется формулой: . Как изменяется r_,T по мере увеличения длины волны излучения? 1) убывает 2) возрастает 3) сначала убывает, потом возрастает

4) остается постоянной 5) сначала возрастает, потом убывает

32. На солнце скорее всего тает…

1) грязный снег 2) чистый снег

3) снег, посыпанный мелом 4) снег, покрытый сажей

33. Сравнительную оценку температуры звезд можно сделать из наблюдения их цвета. Самая низкая температура поверхности будет у звезды, которая имеет цвет…

1) фиолетовый 2) красный 3) белый 4) голубой 5) синий

34. Сравнительную оценку температуры звезд можно сделать из наблюдения их цвета. Самая высокая температура поверхности будет у звезды, которая имеет цвет…

1) фиолетовый 2) красный 3) белый 4) голубой 5) синий

35. Абсолютно черное тело и серое тело имеют одинаковую температуру. При этом интенсивность излучения…

1) больше у серого тела 2) больше у абсолютно черного тела

3) одинаковая у обоих тел 4) определяется площадью поверхности тела

36. Температура окружающей среды Т₁ =300 К. Температура тела Т₂, при которой оно излучало бы в 16 раз больше энергии, чем поглощало равна…

1) 600 К 2) 800 К

3) 1000 К 4) 1200 К

37. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела в зависимости от длины волны излучения для температур Т₁ и Т₂ (Т₁ > Т₂) верно представлено на рисунке…

1) a 2) b 3) c 4) d

38. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела в зависимости от частоты излучения для температур Т₁ и Т₂ (Т₁ > Т₂) верно представлено на рисунке…

1) a 2) b 3) c 4) d

39. На рисунке представлены графики зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от частоты при различных температурах. Наибольшей температуре соответствует график...

1) 1 2) 2 3) 3

40. На рисунке представлены графики зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от частоты при различных температурах. Наименьшей температуре соответствует график...

1) 1 2) 2 3) 3

41. Если температура тела меняется очень медленно, и в каждый момент времени температура частей тела успевает выравниваться, то такое излучение называют…

1) термодинамическим равновесным 2) квазиравновесным 3) не равновесным 4) статически равновесным

42. Единственным видом излучения, которое может находиться в равновесии с излучающими телами, является…

1) видимое излучение 2) ультрафиолетовое излучение

3) тепловое излучение 4) радиоактивное излучение

43. Тепловое излучение – единственное излучение, способное находиться в термодинамическом равновесии с веществом. Такое излучение, называемое равновесным, устанавливается в…

1) адиабатно замкнутой системе, все тела которой находятся при одной и той же температуре 2) изотермически замкнутой системе, все тела которой находятся при одной и той же температуре 3) изобарно замкнутой системе, все тела которой находятся при одной и той же температуре 4) изохорно замкнутой системе, все тела которой находятся при одной и той же температуре

44. Испускательная способность тела есть функция…

1) частоты и поглощательной способности тела 2) температуры и величины испускательной поверхности тела 3) частоты и длины волны

4) частоты и температуры

45. Для любого тела энергия W_изл излучаемая в единицу времени с единицы площади, должна быть равна энергии W_погл, поглощаемой за то же время этим участком поверхности тела за счета падающего на него излучения. Это…

1) закон Кирхгофа для теплового излучения 2) правило Прево

3) правило Рэлея 4) правило Джинса

46. универсальная функция Кирхгофа есть не что иное, как…

1) испускательная способность абсолютно черного тела 2) испускательная способность любого тела 3) поглощательная способность абсолютно черного тела 4) поглощательная способность любого тела

47. Площадь, охватывае­мая кривой, определяет…

1) испускательную способность абсолютно черного тела при соответствующей температуре 2) поглощательную способность абсолютно черного тела при соответствующей температуре 3) энергетическую светимость абсолютно черного тела при соответствующей температуре 4) яркостную светимость абсолютно черного тела при соответствующей температуре

48. Максимум испускательной способности с увеличением температуры сдвигается в сторону…

1) более коротких длин волн 2) увеличения длины волны 3) более меньших частот

49. Рэлей и Джине сделали попытку определить функ­цию f(,T), исходя из…

1) распределения Максвелла 2) теоремы классической статистики о равнораспределении энергии по степеням свободы 3) распределения Больцмана 4) распределения Максвелла – Больцмана

50. По приведенному рисунку установите соответствие между графиками и теориями Вина, Рэлея и Джинса, Планка..

1 1	Теория Рэлея – Джинса
2 3	Теория Планка
3 2	Теория Вина

51. Температура черного тела, при которой его энергетическая светимость R_e равна энергетической светимости R_Т исследуемого тела – это температура…

1) радиационная 2) цветовая 3) яркостная 4) излучательная

52. Температура черного тела, при которой распределение энергии в спектре излучения исследуемого тела такое же, как в спектре черного тела при той же температуре – это температура…

1) радиационная 2) цветовая 3) яркостная 4) излучательная

53. Температура черного тела, при которой для определенной длина волны его спектральная плотность энергетической светимости равна спектральной плотности энергетической светимости исследуемого тела – это температура…

1) радиационная 2) цветовая 3) яркостная 4) излучательная

54. Радиационная температура тела…

1) всегда меньше его истинной температуры 2) всегда выше его истинной температуры 3) всегда равна его истинной температуры

55. Для серого тела цветовая температура…

1) всегда меньше его истинной температуры 2) всегда выше его истинной температуры 3) всегда равна его истинной температуры

56. Для нечерного тела истинная температура…

1) всегда меньше его яркостной температуры 2) всегда выше его яркостной температуры 3) всегда равна его яркостной температуры

57. В формуле Рэлея – Джинса …

1) энергия кванта много больше энергии теплового движения 2) энергия кванта много меньше энергии теплового движения 3) энергия кванта равна энергии теплового движения

58. Формула Рэлея – Джинса дает правильное спектральное распределение …

1) лишь при малых частотах 2) лишь при больших частотах 3) при любых частотах 4) при любых длинах волн

59. Формула Вина дает правильное спектральное распределение …

1) лишь при малых частотах 2) лишь при больших частотах 3) при любых частотах 4) при любых длинах волн

60. Какое из приведённых ниже выражений наиболее точно определяет свойство фотона?

1) частица, движущаяся с большой скоростью и обладающая массой, зависящей от скорости 2) частица, движущаяся со скоростью света и обладающая отличной от нуля массой покоя 3) частица, движущаяся с большой скоростью, масса покоя которой равна нулю 4) частица, движущаяся со скоростью света, масса покоя которой равна нулю

61. Какие свойства электромагнитного излучения проявляются сильнее при увеличении частоты?

1) волновые 2) квантовые 3) как волновые, так и квантовые

4) проявление свойств не зависит от частоты

62. Какие свойства электромагнитного излучения проявляются сильнее при увеличении длины волны?

1) волновые 2) квантовые 3) как волновые, так и квантовые

4) проявление свойств не зависит от частоты

63. Какие свойства электромагнитного излучения проявляются сильнее при уменьшении частоты?

1) волновые 2) квантовые 3) как волновые, так и квантовые

4) проявление свойств не зависит от частоты

64. Какие свойства электромагнитного излучения проявляются сильнее при уменьшении длины волны?

1) волновые 2) квантовые 3) как волновые, так и квантовые

4) проявление свойств не зависит от частоты

65. Причиной почернения фотопластинки под действием света является…

1) передача поверхности импульсов фотонов 2) разрыв ковалентных связей 3) разрушение молекул вещества 4) вырывание электронов из вещества 5) ионизация молекул вещества

66. Причиной выцветания тканей под действием солнечных лучей является…

1) передача поверхности импульсов фотонов 2) разрыв ковалентных связей 3) разрушение молекул вещества 4) вырывание электронов из вещества 5) ионизация молекул вещества

67. Какое из приведенных ниже выражений соответствует энергии фотона?

1) 2) 3) 4)

68. Какие из перечисленных ниже физических явлений доказывают квантовые (корпускулярные) свойства света? 1)Интерференция. 2)Дифракция. 3)Фотоэффект. 4)Поляризация. 5)Комптон-эффект

1) 1, 3 2) 1, 2, 4 3) 2, 3, 4 4) 3, 5

69. Энергия осциллятора может принимать только дискретные значения, равные целому числу наименьшей порции энергии квантов Е₀. Это гипотеза…

1) Эйнштейна 2) Планка 3) Дебройля 4) Шредингера

70. Излучение и поглощение происходит при переходе осциллятора из одного дискретного состояния в другое. Это гипотеза…

1) Эйнштейна 2) Планка 3) Дебройля 4) Шредингера

71. Элементарная порция энергии гармонического осциллятора прямо пропорциональна частоте колебаний. Это гипотеза…

1) Эйнштейна 2) Планка 3) Дебройля 4) Шредингера

72. Минимальная энергия светового кванта, поглощенного или излученного при переходе осциллятора из одного состояния в другое, прямо пропорциональна частоте излучаемого (поглощаемого) света. Это гипотеза…

1) Эйнштейна 2) Планка 3) Дебройля 4) Шредингера

73. Не только поглощение и излучение, но и распространение света происходит дискретно. Кванта света получили название фотонов. Это гипотеза…

1) Эйнштейна 2) Планка 3) Дебройля 4) Шредингера

74. Любой электромагнитное излучение состоит из отдельных корпускул (квантов, фотонов) с энергией и импульсом . Это гипотеза…

1) Эйнштейна 2) Планка 3) Дебройля 4) Шредингера

75. Свойства дуализма присуще не только свету, но и материи вообще. Это гипотеза…

1) Эйнштейна 2) Планка 3) Дебройля 4) Шредингера

76. Известны формула Планка E = h, формула Эйнштейна Е = mc². Следовательно, импульс фотона равен… (2)

1) 2) 3) 4)