Физика

Методические указания и контрольные задания по физике для Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета

Выполнены следующие варианты контрольных работ 5 и 6:

Вариант 01

Задача 509: Воздушный клин образован двумя стеклянными пластинами длиной по 10 см, между которыми на одном конце зажат волос диаметром 0,09 мм. Интерференционная картина наблюдается в отраженном свете. Каков интервал между соседними полосами, если на пластинки падает синий цвет (0,45 мкм )?

Задача 519: Установка для наблюдения колец Ньютона освещается белым светом, падающим по нормали к поверхности пластины. Наблюдение ведется в проходящем свете. Найти радиусы четвертого синего кольца ( 0,4 мкм) и третьего красного кольца ( 630 нм) если радиус кривизны линзы 10м .

Задача 529: Дифракционная решетка, освещенная нормально падающим монохроматическим светом, отклоняет спектр третьего порядка на угол 30 . На какой угол отклоняет она спектр четвертого порядка?

Задача 539: . Коэффициент поглощения поляризованного света, проходящего через поляроид, равен 0,2 . Во сколько раз уменьшится интенсивность естественного света при прохождении через два поляроида, главные сечения которых составляют угол 50 ?

Задача 549: Поверхность тела нагрета до температуры 723 С. Затем одну половину поверхности нагревают, а вторую охлаждают на 100 С . Во сколько раз изменится максимальная спектральная плотность излучения поверхности этого тела.

Задача 559: . На цинковую пластинку падает пучок ультрафиолетового излучения 0,2 мкм . Определить максимальную кинетическую энергию и максимальную скорость электронов. Работа выхода электронов из цинка 4 эВ .

Задача 569: Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы приобрести скорость, равную 0,8с ?

Задача 579: Параллельный пучок света с интенсивностью 0,2 Вт/см2 падает нормально к поверхности зеркала с коэффициентом отражения 0,9 . Определить давление света на зеркало.

Задача 607: Невозбужденный однозарядный ион гелия поглощает квант с длиной волны 23,2 нм . Вычислить энергию иона, соответствующую возбужденному состоянию.

Задача 617: Найти напряжение на рентгеновской трубке, если известно, что в излучаемом ею сплошном спектре нет длин волн, меньших 0,206 нм. Чему равны энергия и скорость самих быстрых электронов?

Задача 627: Электрон движется по окружности радиусом 4 мм в однородной поле с индукцией 0,5 Тл . Найти длину волны де Бройля и энергию электрона.

Задача 637: Оценить с помощью соотношения неопределенностей линейное разрешение электронного микроскопа. Ускоряющая разность потенциалов U =40 кВ.

Задача 647: Фотон с энергией 0,225 МэВ в результате соударения со свободным электроном рассеялся на угол 60 . Определить длину волны рассеянного фотона и скорость электрона отдачи.

Задача 657: Период полураспада изотопа углерода равен 5,57*10(3) лет . Какая доля первоначального количества углерода распадается за 105 лет? Через сколько времени останется 25% первоначального количества?

Задача 667: Ядро Be захватывает электрон из К-слоя атома. Какое ядро образуется при этом? Напишите реакцию захвата.

Задача 677: Определить энергию ядерной реакции B(n,d)Be.

Дата выполнения: 29/10/2009

Вариант 03

Задача 507: На стеклянный клин нормально его грани падает монохроматический свет с длиной волны 0,66 мкм. Число интерференционных полос на 1 см 10. Определить преломляющий угол клина.

Задача 517: Радиус сферической линзы для наблюдения колец Ньютона в проходящем свете 6,4 м. Радиусы двух соседних светлых колец равны соответственно 4,0мм и 4,38мм. Найти порядковые номера колец и длину волны падающего монохроматического света.

Задача 527: На щель шириной 0,1 мм нормально падает параллельный пучок света(0,6 мкм). Определить ширину нейтрального дифракционного максимума, проектируемого на экран при помощи линзы. Экран расположен на расстоянии 1 м от линзы.

Задача 537: Интенсивность светового пучка после прохождения естественного света через два одинаковых поляроида уменьшилась в 5,4 раза. Определить процент потерь светового потока в связи с поглощением и отражением света в каждом поляроиде, если угол между их главными сечениями составляет 30С.

Задача 547: температура абсолютно черного тела увеличилась в два раза, в результате чего длина волны, на которую приходится максимум излучения уменьшилась на 0,6мкм. Определить начальную и конечную температуры тела.

Задача 557: Цезий освещается спектральной линией водорода 486 мкм. Какую минимальную задерживающую разность потенциалов надо приложить, чтобы фототок прекратился? Работа выхода электрона из цезия 1,88 эВ.

Задача 567: Ускоритель разгоняет протоны до кинетической энергии, равной 7,6*10(9) эВ. Найти массу и скорость ускоренного протона.

Задача 577: Какова должна быть плотность потока энергии, падающего на зеркальную поверхность, чтобы световое давление при перпендикулярном падении лучей было 9,8 мкПа?

Задача 601: Фотон с частотой 3600 ТГц выбивает электрон из покоящегося атома водорода, находящегося в основном состоянии. С какой скоростью движется электрон вдали от ядра?

Задача 611: Граничная(максимальная) частота К-серии характеристического рентгеновского спектра некоторого элемента равна 17,6*10(18)Гц. Что это за элемент? Постоянная экранирования равна 1.

Задача 621: Электрон, движущийся со скоростью 1,2*10(4) м/мин, попадает в ускоряющее однородное электрическое поле с напряженностью 75 В/см. Какое расстояние должен пролететь электрон в таком поле, чтобы его дебройлевская длина волны стала равной 6,7*10(-11) м?

Задача 631: Кинетическая энергия электрона в атоме водорода равна 12,09 эВ. Используя соотношение неопределенностей, оценить минимальный размер атома(его диаметр).

Задача 641: Угол рассеивания фотона в результате эффекта Комптона 180С. Определить кинетическую энергию электрона отдачи, если энергия фотона до рассеяния равна 0,51 МэВ. Начертить схему рассеяния.

Задача 651: Найти период полураспада радиоактивного элемента, если его активность через 15 суток составила 48 % первоначальной активности.

Задача 661: Какой изотоп образуется из Th после четырех а-распадов и двух в-распадов?

Задача 671: Вычислить дефект массы и энергию связи ядер изотопов ... и ... Какое из ядер более устойчиво и почему?

Дата выполнения: 04/04/2010

Вариант 04

Задача 508: Между двумя плоскопараллельными стеклянными пластинами заключен очень тонкий воздушный клин. На пластинки падает нормально монохроматический свет (0,5 мкм ). Определить угол клина, если в отраженном свете на протяжении 1 см наблюдается 20 интерференционных полос.

Задача 518: Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохроматическим светом 589 нм , падающим по нормали к поверхности пластины. Радиус четвертого темного кольца в проходящем свете 4,5 мм . Найти радиус кривизны линзы.

Задача 528: На щель шириной 0,15мм нормально падает параллельный пучок света. Дифракционная картина проектируется на экран при помощи линзы, находящейся непосредственно за щелью. Расстояние между линзой и экраном 0,75 м . Наблюдаемый центральный дифракционный максимум имеет ширину 5мм . Определить длину волны света, излучаемого источником.

Задача 538: Интенсивность светового пучка после прохождения естественного света через два поляроида уменьшилась в 3,5 раза. В связи с поглощением и отражением света в поляроидах потеряно 15% светового потока. Определить угол между главными сечениями поляроидов.

Задача 548: При работе лампы накаливания вольфрамовая нить нагревается, в результате чего длина волны, на которую приходится максимум излучательной способности, изменяется от 1,4 до 1,1 мкм. На сколько при этом изменилась температура нити?

Задача 558: Рубидий освещается светом длиной волны 620нм . Определить максимальную скорость фотоэлектронов. Работа выхода электронов из рубидия 1,53 эВ . Чему равна "красная граница" фотоэффекта для рубидия?

Задача 568: На сколько увеличится масса протона, после прохождения им в ускоряещем электрическом поле разности потенциалов 10(6) ? Чему равен импульс этого протона?

Задача 578: Поток монохроматического излучения длиной волны 5000А падает нормально на плоскую зеркальную поверхность и давит на нее с силой 10(-8) . Определить число фотонов, ежесекундно падающих на эту поверхность.

Задача 606: Определить напряженность электрического поля на второй орбите одноэлектронного иона лития. Найти энергию электрона, находящегося на этой орбите.

Задача 616: В атоме молибдена электрон перешел с М-слоя на L-слой . Определить энергию и длину волны испущенного кванта. Постоянную экранирования принять равной 5,5.

Задача 626: Найти длину волны де Бройля для электрона, кинетическая энергия которого равна: 1)10 кэВ ; 2)1 МэВ .

Задача 636: Используя соотношение неопределенностей, найти значение диаметра электронной орбиты, соответствующей минимальной энергии электрона в однозарядном ионе гелия.

Задача 646: Фотон с энергией , равной энергии покоя электрона 0,51 МэВ , рассеялся на свободном электроне под углом 120 . Определить энергию рассеянного фотона и кинетическую энергию электрона отдачи.

Задача 656: Период полураспада изотопа актиния равен Т = 10 суток. На сколько процентов уменьшится его активность за 1 ч и за 20 суток.

Задача 666: Напишите реакцию распада и определите образующийся элемент при позитронном распаде изотопа фосфора Р.

Задача 676: Определить минимальную энергию y-кванта, расщепляющего дейтон на два нуклона. Написать уравнение реакции.

Дата выполнения: 25/02/2010

Вариант 05

Задача 501
Мыльная пленка, расположенная вертикально, образует клин. Интерференция наблюдается в отраженном свете через красное стекло ( 631 нм). Расстояние между соседними красными полосами при этом равно 3 мм. Затем эта же пленка наблюдается через синее стекло ( 400 нм). Найти расстояние между соседними синими полосами. Считать, что за время измерений форма пленки не изменяется и свет падает на пленку нормально.

Задача 511
Радиус кривизны линзы, использованной для наблюдения колец Ньютона, равен 1,5 м . Наблюдение ведется в отраженном свете. При этом радиус десятого темного кольца равен 3 мм . Найти длину волны падающего монохроматического света. Свет падает по нормали к поверхности пластины.

Задача 521
Свет от монохроматического источника ( 600 нм) падает по нормали на плоскость, в которой есть отверстие диаметром 1,96 мм . При каком наибольшем расстоянии между плоскостью и экраном, размещенным за нею, в центре дифракционной картины еще будет наблюдаться темное пятно?

Задача 531
Угол максимальной поляризации при отражении света от кристалла равен 57°. При каком угле падения отраженный луч будет полностью поляризован, если кристалл погрузить в воду ( 1,33)?

Задача 541
При остывании абсолютно черного тела вследствие излучения, длина волны соответствующая максимуму в спектре распределения энергии, сместилась на 5*10(-8) м. Определить на сколько градусов остыло тело, если его первоначальная температура была 1723 С.

Задача 551
При поочередном освещении поверхности металла светом с длинами волн 0,35 мкм и 0,54 мкм установлено, что соответствующие максимальные скорости фотоэлектронов отличаются в 2 раза. Найти работу выхода с поверхности этого металла.

Задача 561
Какую работу необходимо совершить, чтобы увеличить скорость электрона от 0,6 с до 0,8 с ( с = 3*10(8) м/с).

Задача 571
Сколько фотонов падает на 1 см2 земной поверхности, если солнечная Е = 7,98*10(4) Дж/м2 . Излучение считать монохроматическим с длиной волны 5,5*10(-7) м.

Задача 605
Найти: 1) период обращения электрона на первой боровской орбите атома водорода, 2) его угловую скорость.

Задача 615
Найти, максимальную длину волны в К - серии характеристического рентгеновского спектра молибдена. Постоянную экранирования принять равной 5,5.

Задача 625
Длина волны де Бройля движущегося электрона равна его комптоновской длине волны. Какова энергия электрона?

Задача 635
Кинетическая энергия электрона в атоме водорода равна 12,09 эВ . Используя соотношение неопределенностей, оценить минимальный размер атома (его диаметр) .

Задача 645
Определить угол рассеяния фотона, испытавшего соударение со свободным электроном,если изменение длины волны при рассеянии 3,63 пм.

Задача 655
Определить период полураспада изотопа радия, если известно, что 10 мг его излучают 2,746*10(19) а-частиц за время 0,01 с .

Задача 665
В результате серии радиоактивных распадов уран превращается в свинец . Сколько а- и в- распадов при этом происходит?

Задача 675
Определить минимальную энергию частицы X, вступающей в реакцию .. . Что это за частица?

Дата выполнения: 29/10/2009

Вариант 06

Задача 510: Расположенная вертикально мыльная пленка наблюдается под углом 900 в отраженном свете через красное стекло, пропускающее лучи длиной волны 631нм. Расстояние между соседними красными полосами равно 3мм. Каково расстояние между соседними синими полосами, если наблюдение вести через синее стекло, пропускающее свет длиной 460нм?

Задача 520: Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монозроматическим светом падающим по нормали к поверхности пластины. После того как пространство между линзой и пластиной заполнили жидкостью, радиусы темных колец в отраженном свете уменьшились в η=1,22 раза. Найти показатель преломления жидкости.

Задача 530: Дифракционная решетка, содержащая N=500 штрихов на каждый мм дилны, осещается монохроматическим светом (λ=0,41мкм), падающим по нормали к ее поверхности. Сколько светлых линий можно видеть в ее спектре?

Задача 540: Интенсивность светового пучка после прохождения естественного света через два поляроида уменьшилась в 6 раз. Определить процент потерь светового потока в связи с поглощением и отражением света в каждом поляроиде, если угол между главными сечениями составляет φ=400.

Задача 550: Какую мощность нужно подводить к шарику радиусом r=5см, степнь черноты поверхности которого η=0,8, чтобы поддерживать его температуру на Δt=270С выше температуры окружающей среды. Температура среды t=200С. Считать, что тепло теряется с поверхности только излучением.

Задача 560: На пластинку падает монохроматический свет длиной волны λ=0.42мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов Uзад=0.95В. Определить работу выхода электронов с поверхности пластины.

Задача 570: Какую долю скорости света должна составлять скорость частицы, чтобы ее кинетическая энергия была равна ее энергии покоя?

Задача 580: Парралельный пучок монохроматического света с длиной волны λ=0.663мкм падает на зачерненную поверхность и производит на нее давление p=0.3мкПа. Определить концентрацию фотонов в световом пучке.

Задача 603: Определите потенциал ионизации атома водорода.

Задача 613: Максимальная длина К-серии в характеристическом ренгеновском спектрехрома равна λ=0.229нм. Найти постоянную экранирования для этой серии.

Задача 623: Как следует изменить энергию электрона, чтобы его дебройлевская длина волны уменьшилась от 0.15нм до 50 пм?

Задача 633: Электрон движется в плоской потенциальной яме шириной l=100пм. Оценить с помощью соотношения неопределенностей кинетическую энергию электрона.

Задача 643: При эффекте Комптона фотон с энергией ε равной половине энергии покоя электрона был рассеян на угол 1500. определить энергию, импульс и скорость электрона отдачи.

Задача 653: Некоторорый радиоактивный изотоп имеет постоянную распада λ=1.44*10-3ч-1. Через сколько времени распадется 75% первоначальной массы атомов?

Задача 663: Какой изотоп образуется из 88Ra225 после трех α- распадов и двух β-рападов?

Задача 673: Зная, что дефект массы при образовании ядра 7N15 равен 0.12396 а.е.м., найти массу ядра в граммах.

Дата выполнения: 18/03/2010

Вариант 10

Задача 501: Мыльная пленка, расположенная вертикально, образует клин. Интерференция наблюдается в отраженном свете через красное стекло ( 631 нм). Расстояние между соседними красными полосами при этом равно 3 мм. Затем эта же пленка наблюдается через синее стекло (400 нм ). Найти расстояние между соседними синими полосами. Считать, что за время измерений форма пленки не изменяется и свет падает на пленку нормально.

Задача 511: Радиус кривизны линзы, использованной для наблюдения колец Ньютона, равен 1,5м . Наблюдение ведется в отраженном свете. При этом радиус десятого темного кольца равен 3 мм . Найти длину волны падающего монохроматического света. Свет падает по нормали к поверхности пластины.

Задача 521: Свет от монохроматического источника (600 нм ) падает по нормали на плоскость, в которой есть отверстие диаметром 1,96мм. При каком наибольшем расстоянии между плоскостью и экраном, размещенным за нею, в центре дифракционной картины еще будет наблюдаться темное пятно?

Задача 531: Угол максимальной поляризации при отражении света от кристалла равен 57°. При каком угле падения отраженный луч будет полностью поляризован, если кристалл погрузить в воду (1,33 )?

Задача 541: При остывании абсолютно черного тела вследствие излучения, длина волны соответствующая максимуму в спектре распределения энергии, сместилась на 5*10(-8) . Определить на сколько градусов остыло тело, если его первоначальная температура была 1723С .

Задача 551: При поочередном освещении поверхности металла светом с длинами волн 0,35мкм и 0,54мкм установлено, что соответствующие максимальные скорости фотоэлектронов отличаются 2 раза. Найти работу выхода с поверхности этого металла.

Задача 561: Какую работу необходимо совершить, чтобы увеличить скорость электрона от 0,6с до 0,8с ( с = 3*10(8) м/с).

Задача 571: Сколько фотонов падает на 1 см2 земной поверхности, если солнечная Е = 7,98*10(4) Дж/м2. Излучение считать монохроматическим с длиной волны 5,5*10(-7) м.

Задача 605: Найти: 1) период обращения электрона на первой боровской орбите атома водорода, 2) его угловую скорость.

Задача 615: Найти, максимальную длину волны в К - серии характеристического рентгеновского спектра молибдена. Постоянную экранирования принять равной 5,5.

Задача 625: Длина волны де Бройля движущегося электрона равна его комптоновской длине волны. Какова энергия электрона?

Задача 635: Кинетическая энергия электрона в атоме водорода равна 12,09 эВ. Используя соотношение неопределенностей, оценить минимальный размер атома (его диаметр) .

Задача 645: Определить угол рассеяния фотона, испытавшего соударение со свободным электроном,если изменение длины волны при рассеянии 3,63 пм .

Задача 655: Определить период полураспада изотопа радия, если известно, что 10 мг его излучают 2,746*10(19) а-частиц за время 0,01с .

Задача 665: В результате серии радиоактивных распадов уран превращается в свинец . Сколько а - и в - распадов при этом происходит?

Задача 675: Определить минимальную энергию частицы X, вступающей в реакцию .. . Что это за частица?

Дата выполнения: 29/10/2009