- •Передмова
- •Мета і завдання дисципліни, її місце у навчальному процесі
- •Загальні вказівки до вивчення дисципліни
- •Вказівки до самостійної роботи
- •Вказівки щодо розв'язування задач
- •Вимоги до оформлення контрольних робіт
- •Основи теорії із розділу “Геометрична оптика”
- •Особливості зображень у лінзах
- •Показник заломлення
- •Відбивання світла
- •Заломлення світла
- •Основи теорії із розділу “Хвильова оптика”
- •Тестові завдання із розділу “хвильова оптика”
- •Інтерференція світла
- •Дифракція світла
- •Дисперсія світла
- •Абсорбція світла
- •Поляризація світла
- •Теплове випромінювання
- •Тиск світла
- •Фотоелектричний ефект
- •Ефект Комптона
- •Теплове випромінювання
- •Закон Стефана-Больцмана
- •Закони Віна
- •Фотони. Тиск світла.
- •Яке із перелічених явищ доводить квантову природу світла ?
- •Енергія фотонів
- •Імпульс фотонів
- •Маса фотонів
- •Червона межа фотоефекту
- •Робота виходу електронів
- •Енергія фотоелектронів
- •Рівняння Ейнштейна
- •А) Тільки перший. Б) Так, обидва промені. В) Тільки другий.
- •А) Тільки перший. Б) Так, обидва промені. В) Тільки другий.
- •Затримуючий потенціал
- •Ефект Комптона
- •Рекомендована література
Закон Стефана-Больцмана
Яке твердження є визначенням енергетичної світності Re ?
А) Це повна енергія, яку випромінює тіло за одиницю часу.
Б) Це енергія, яку випромінює 1 м2 поверхні тіла при зміні його температури на 1 К.
В) Це повна енергія, що випромінює 1 м2 поверхні тіла за 1 с у одиничному інтервалі частот
Г) Це енергія, яку випромінює тіло у одиничному інтервалі частот.
Д) Це повна енергія, яку випромінює 1 м2 поверхні тіла за 1 с.
Як змінюється енергетична світність абсолютно чорного тіла Re при збільшенні його температури Т ?
А) Зростає пропорційно Т4. Б) Зростає пропорційно Т2. В) Зростає пропорційно Т.
Г) Не змінюється. Д) Зменшується пропорційно Т4.
Який із виразів являє собою закон Стефана-Больцмана для теплового випромінювання ?
А) Б) В) Г) Д)
Температура абсолютно чорного тіла збільшилась у 3 рази. Як при цьому зміниться його енергетична світність Re ?
А) Зросте у 9 разів. Б) Зросте у 81 раз. В) Зросте у 3 рази.
Г) Зросте у разів. Д) Зросте у 27 разів.
Температура абсолютно чорного тіла зменшилась від 4000 до 2000 К. Як змінилась при цьому його енергетична світність Re ?
А) Збільшилась у 4 рази. Б) Зменшилась у 2 рази. В) Збільшилась у 16 разів.
Г) Зменшилась у 4 рази. Д) Зменшилась у 16 разів.
Температура абсолютно чорного тіла підвищилась від 900 до 1800 К. Як змінилась при цьому його енергетична світність Re ?
А) Збільшилась у 4 разів. Б) Збільшилась у 16 раз. В) Збільшилась у 2 рази.
Г) Збільшилась у разів. Д) Збільшилась у 8 разів.
Температура абсолютно чорного тіла знизилась від 1500 до 500 К. Як змінилась при цьому його енергетична світність Re?
А) Зменшилась у 9 разів. Б) Зменшилась у 3 рази. В) Зменшилась у 27 разів.
Г) Зменшилась у 81 рази. Д) Зменшилась у разів.
Температура абсолютно чорного тіла підвищилась від 600 до 1800 К. Як змінилась при цьому його енергетична світність Re ?
А) Збільшилась у 81 раз. Б) Збільшилась у 27 разів. В) Збільшилась у 9 разів.
Г) Збільшилась у 3 рази. Д) Збільшилась у разів.
Обчислити енергію, що випромінюється з поверхні у 1 см2 абсолютно чорного тіла при температурі 1000 К за одну секунду.
А) 21,4 Дж. Б) 12,8 Дж. В) 5,7 Дж. Г) 9,6 Дж. Д) 2,9 Дж.
Абсолютно чорне тіло має температуру 1000 К. Якою стане температура тіла, якщо в результаті охолодження потік випромінювання зменшиться у 3 рази ?
А) 580 К. Б) 330 К. В) 920 К. Г) 470 К. Д) 760 К.
Потужність випромінювання абсолютно чорного тіла дорівнює 34 кВт. Визначте температуру цього тіла, якщо площа його поверхні дорівнює 0,6 м2.
А) 1700 К. Б) 1200 К. В) 1400 К. Г) 1000 К. Д) 800 К.
Із оглядового віконця печі випромінюється потік енергії 4 кДж за хвилину. Визначте температуру цієї печі, якщо площа віконця дорівнює 8 см2.
А) 900 К. Б) 1100 К. В) 1700 К. Г) 600 К. Д) 1400 К.
Розжарена металева поверхня площиною 10 см2 випромінює за одну хвилину 40 кДж енергії. Вважаючи поверхню абсолютно чорною, визначте її термодинамічну температуру.
А) 2120 К. Б) 2340 К. В) 1850 К. Г) 1480 К. Д) 1190 К.
Температура вольфрамової спіралі 25-ватної електричної лампи розжарювання дорівнює 2450 К. Визначити площу поверхні цієї спіралі, вважаючи її абсолютно чорною.
А) 12,2 мм2. Б) 4,8 мм2. В) 16,3 мм2. Г) 9,6 мм2. Д) 2,4 мм2.
Визначте температуру печі, якщо із її отвору розміром 6,1 см2 за одну секунду випромінюється енергія 34,8 Дж. (Випромінювання вважати близьким до випромінювання абсолютно чорного тіла).
А) 1700 К. Б) 2000 К. В) 1000 К. Г) 1200 К. Д) 1500 К.
Поверхня тіла нагріта до температури 1000 К. Потім одна половина цієї поверхні нагрівають на 100 К, а друга охолоджується на 100 К. У скільки разів зміниться при цьому енергетична світність поверхні цього тіла ?
А) Збільшиться у 1,6 рази. Б) Зменшиться у 1,1 рази. В) Збільшиться у 2,1 рази.
Г) Зменшиться у 1,6 разів. Д) Збільшиться у 1,1 рази.
Абсолютно чорне тіло має температуру 500 К. Якою стане температура цього тіла, якщо внаслідок нагрівання потік його випромінювання збільшиться у 5 разів ?
А) 748 К. Б) 634 К. В) 515 К. Г) 928 К. Д) 862 К.
Абсолютно чорне тіло має температуру 800 К. Якою стане температура цього тіла, якщо внаслідок охолодження потік його випромінювання зменшиться у 10 разів ?
А) 640 К. Б) 280 К. В) 720 К. Г) 450 К. Д) 160 К.
Початкова температура тіла 423 К. На скільки потрібно підвищити його температуру, щоб потужність його випромінювання збільшилась у 4 рази ?
А) На 62 К. Б) На 146 К. В) На 173 К. Г) На 423 К. Д) На 212 К.
Яку потужність треба підводити до зачерненої кульки радіусом 2 см, щоб підтримувати його температуру на 27 К вищою від температури навколишнього середовища, яка становить 200С ? Вважати, що тепло втрачається тільки завдяки випромінюванню.
А) 9 Вт. Б) 3 Вт. В) 6 Вт. Г) 2 Вт. Д) 1 Вт.
Температура верхніх шарів зірки Сиріус дорівнює 103 К. Вважаючи цю поверхню абсолютно чорним тілом, визначити потік енергії, який випромінюється з поверхні площею 1 км2 цієї зірки.
А) 5,671010 Вт. Б) 2,83109 Вт. В) 1,421012 Вт. Г) 8,58108 Вт. Д) 1,161011 Вт.
Яку кількість енергії випромінює 1 см2 поверхні свинцю, який твердіє, за одну секунду, якщо температура його плавлення становить 600 К ? Вважати його поверхню абсолютно чорним тілом.
А) 3,28 Дж. Б) 0,36 Дж. В) 1,44 Дж. Г) 0,73 Дж. Д) 6,11 Дж.
Визначити кількість теплоти, яку випромінює поверхня розплавленої платини площею 100 см2 за 1 хвилину, якщо її температура становить 17700С.
А) 518 кДж. Б) 246 кДж. В) 334 кДж. Г) 652 кДж. Д) 427 кДж.
Діаметр спіралі у електричній лампі дорівнює 0,3 мм, а її довжина 5 см. При вмиканні до мережі у 127 В, через лампу тече струм 0,31 А. Вважаючи спіраль абсолютно чорним тілом, визначте її температуру після встановлення рівноваги.
А) 2140 К. Б) 1690 К. В) 1820 К. Г) 1380 К. Д) 1960 К.
У скільки разів збільшиться потужність випромінювання абсолютно чорного тіла, якщо максимум енергії випромінювання зміщується від червоної межі видимого спектра (1=0,76 мкм) до його фіолетової межі (2=0,38 мкм) ?
А) У 8 разів. Б) У 2 рази. В) У 4 рази. Г) У 16 разів. Д) У 24 рази.
У скільки разів збільшиться сумарна потужність випромінювання абсолютно чорного тіла, якщо його температура збільшиться від 500 К до 1300 К ?
А) У 62 рази. Б) У 46 разів. В) У 14 разів. Г) У 23 рази. Д) У 34 рази.
Потужність випромінювання Сонця становить 41026 Вт, а його температура 6000 К. Чому б дорівнювала його потужність випромінювання, якщо б його розміри збереглись, але воно охололо б до температури червоного надгіганта Бетельгейзе (Т=3000 К) ?
А) 2,51019 МВт. Б) 7,91021 МВт. В) 1,21022 МВт. Г) 6,41018 МВт. Д) 2,51020 МВт.
Потужність Сонця 41026 Вт, а його діаметр 1,4106 км. Чому дорівнювала б потужність випромінювання Сонця, якщо б воно зберегло свою температуру (6000 К), але зменшило розміри до діаметра нейтронної зірки (D=14 км.) ?
А) 51011 МВт. Б) 21014 МВт. В) 61012 МВт. Г) 81016 МВт. Д) 41010 МВт.
Потужність випромінювання Сонця становить 41026 Вт, а його температура 6000 К. Чому б дорівнювала його потужність випромінювання, якщо б його розміри збереглись, але воно охололо б до температури оранжевої -Кита (Т=4500 К) ?
А) 2,51019 МВт. Б) 8,51022 МВт. В) 4,81021 МВт. Г) 1,31020 МВт. Д) 6,41018 МВт.
Потужність Сонця 41026 Вт, а його діаметр 1,4106 км. Чому дорівнювала б потужність випромінювання Сонця, якщо б воно зберегло свою температуру (6000 К), але зменшило розміри до діаметра білого карлика (D=1400 км) ?
А) 41012 МВт. Б) 41016 МВт. В) 41014 МВт. Г) 41020 МВт. Д) 41018 МВт.
Потужність випромінювання Сонця становить 41026 Вт, а його температура 6000 К. Чому б дорівнювала його потужність випромінювання, якщо б його розміри збе-реглись, але воно нагрілось би до температури 12000 К білого карлика Сиріуса ?
А) 2,51021 МВт. Б) 6,41021 МВт. В) 7,91019 МВт. Г) 9,21018 МВт. Д) 1,51020 МВт.
Потужність Сонця 41026 Вт, а його діаметр 1,4106 км. Чому дорівнювала б потужність випромінювання Сонця, якщо б воно зберегло свою температуру (6000 К), але збільшило розміри до діаметра оранжевого гіганта Арктура (D=14107 км) ?
А) 41024 МВт. Б) 41026 МВт. В) 41020 МВт. Г) 41022 МВт. Д) 41018 МВт.
Потужність випромінювання Сонця становить 41026 Вт, а його температура 6000 К. Чому б дорівнювала його потужність випромінювання, якщо б його розміри збереглись, але воно нагрілось би до температури блакитного гіганта -Оріона (Т=30000 К ?
А) 4,21024 МВт. Б) 7,91021 МВт. В) 6,41022 МВт. Г) 3,61020 МВт. Д) 2,51023 МВт.
Потужність Сонця 41026 Вт, а його діаметр 1,4106 км. Чому дорівнювала б потужність випромінювання Сонця, якщо б воно зберегло свою температуру (6000 К), але збільшило розміри до діаметра червоного надгіганта (D=14108 км) ?
А) 41020 МВт. Б) 41028 МВт. В) 41026 МВт. Г) 41024 МВт. Д) 41022 МВт.
Визначити енергію, яку випромінює 1 м2 поверхні Сонця за 1 хвилину, якщо температура його поверхні дорівнює 5800 К. Вважати, що Сонце випромінює, як абсолютно чорне тіло.
А) 1940 МДж. Б) 7720 МДж. В) 3850 МДж. Г) 9470 МДж. Д) 5290 МДж.
Яку кількість енергії випромінює Сонце за одну хвилину ? Температура поверхні Сонця становить 5800 К, а його радіус 7108 м. (Випромінювання Сонця вважати близьким до випромінювання абсолютно чорного тіла).
А) 1,21024 Дж. Б) 4,81030 Дж. В) 7,21022 Дж. Г) 9,61026 Дж. Д) 2,41028 Дж.
Визначте, на скільки зменшується маса Сонця щосекунди завдяки тепловому випромінюванню ? Температура Сонця дорівнює 5800 К, а його радіус 7108 м. (Засто сувати формулу звязку між зміною маси системи та зміною її енергії Е= =mc2).
А) 5,6107 кг. Б) 2,1106 кг. В) 8,31010 кг. Г) 4,4109 кг. Д) 6,9108 кг.
Потужність Сонця становить 3,91026 Вт, а його маса дорівнює 1,971030 кг. Вважаючи випромінювання Сонця постійним, визначити, за який проміжок часу його маса зменшиться вдвічі ? (Застосувати формулу Ейнштейна звязку між зміною маси системи та зміною її енергії Е=mc2).
А) 3,61010 років. Б) 7,21012 років. В) 8,41011 років. Г) 2,1109 років. Д) 1,31013 років.
Потужність Сонця дорівнює 3,91026 Вт. Визначте сонячну сталу W0 для Землі (кількість променистої енергії, яку випромінює Сонце за 1 с на площу у 1 м2 поверхні Землі, перпендикулярну сонячним променям). Відстань від Землі до Сонця дорівнює 1,51011 м.
А) 1,4103 Вт/м2. Б) 5,1105 Вт/м2. В) 7,9104 Вт/м2. Г) 2,7102 Вт/м2. Д) 4,3105 Вт/м2.