РГР №6 «Основы квантовой физики. Физика атомного ядра и элементарных частиц»
РГР №5 «Колебания и волны. Оптика»
1. Материальная точка массой m совершает гармонические колебания по закону синуса с амплитудой А , периодом Т , начальной фазой .
Написать:
1). уравнения гармонических колебаний точки, её скорости , ускорения а и возвращающей силы F .
Определить:
2) смещение x 1 точки через время t 1 от начала колебания;
3) максимальные скорость , ускорение amax . , значение возвращающей силы Fmax . , действующей на точку и её полную энергию E ;
4). средние значения скорости < > и ускорения < > точки на пути от её крайнего положения до положения равновесия;
5) начертить график колебаний точки и построить векторную диаграмму для момента времени t 0 = 0.
Числовые значения параметров задачи
№ варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
m, кг | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,10 | 0,15 | 0,20 | 0,30 |
А, м | 0,05 | 0.04 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,10 | 0,20 | 0,30 | 0,35 |
Т, с | 3,0 | 2,5 | 2,0 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,0 | 3,5 | 3,0 | 4,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 |
0 | 0 | ||||||||||||
t1, c | 1,5 | 2,0 | 1,5 | 1,5 | 2,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 2,5 | 2,0 | 1,0 | 1,0 | 2,0 |
№ варианта | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
m, кг | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,10 | 0,15 | 0,20 | 0,30 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,05 |
А, м | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,10 | 0,20 | 0,30 | 0,35 | 0,06 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 |
Т, с | 3,0 | 2,5 | 2,0 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,0 | 3,5 | 3,0 | 4,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 |
0 | 0 | 0 | |||||||||||
t1, c | 2.0 | 2,0 | 1,5 | 1,0 | 2,0 | 2,5 | 1,5 | 3,0 | 2,5 | 2,0 | 1,0 | 1,0 | 2,0 |
2. От источника колебаний в однородной и изотропной не поглощающей упругой среде плотностью вдоль прямой линии, совпадающей с положительным направлением оси х , со скоростью распространяется плоская синусоидальная волна заданная уравнением ( x , t ) = A kx ), где А – амплитуда волны, ‑ циклическая частота волны. Определить:
|
|
1) период Т , частоту , волновое число k , длину и интенсивность I волны;
2) фазу колебаний смещение скорость и ускорение точки, расположенной на расстоянии х 1 от источника колебаний в момент времени t 1 ;
3) максимальные значения скорости и ускорения колебаний частиц среды;
4) разность фаз Δ колебаний двух точек среды, отстоящих друг от друга на расстоянии Δх;
5) написать и изобразить графически уравнение колебания для точек волны в момент времени t 1 после начала колебаний.
Числовые значения параметров задачи
№ варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
8,55 | 0,90 | 9,00 | 2,70 | 7,87 | 8,55 | 8,80 | 11,30 | 7,30 | 2,20 | 2,70 | 7,87 | 8,55 | |
, | 3,5 | 3,3 | 3,7 | 5,0 | 5,2 | 3,5 | 4,8 | 2,6 | 2,7 | 5,4 | 5,0 | 5,2 | 3,5 |
А·10-4, м | 2,0 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 8,0 | 9,0 | 8,0 | 7,0 | 6,0 |
3,14 | 6,28 | 9,42 | 12,56 | 18,84 | 3,14 | 6,28 | 9,42 | 6,28 | 18,84 | 3,14 | 6,28 | 9,42 | |
х1, м | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 |
t1·10-4, с | 1,4 | 1,2 | 0,8 | 0,5 | 0,2 | 0,6 | 0,6 | 1,5 | 1,9 | 1,1 | 1,5 | 1,6 | 2,6 |
Δх, м | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,45 | 0,40 | 0,35 | 0,30 | 0,25 | 0,20 | 0,15 | 0,10 |
№ варианта | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
8,55 | 8,80 | 9,00 | 8,55 | 0,9 | 2,7 | 7,30 | 2,20 | 11,3 | 2,70 | 7,87 | 2,20 | 9,00 | |
, | 3,0 | 5,0 | 3,7 | 3,5 | 3,3 | 4,5 | 2,7 | 5,4 | 2,6 | 5,2 | 5,3 | 5,4 | 3,7 |
А·10-4, м | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 4,0 | 3,5 | 3.0 | 2,5 |
3,14 | 6,28 | 9,42 | 6,28 | 18,84 | 3,14 | 6,28 | 9,42 | 3,14 | 6,28 | 9,42 | 12,56 | 18,84 | |
х1, м | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,2 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,7 |
t1·10-4, с | 1,6 | 0,8 | 0,8 | 0,6 | 0,3 | 0,5 | 1,1 | 0,7 | 4,2 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 1,9 |
Δх, м | 0,45 | 0,40 | 0,35 | 0,30 | 0,25 | 0,20 | 0,15 | 0,10 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 |
3. В цепь переменного тока с внешним напряжением U = 220 В и частотой = 50 Гц включены последовательно ёмкость С , резистор сопротивлением R и катушка индуктивностью L (рис. 1). Определить:
|
|
1) емкостное Х C , индуктивное XL и полное (импеданс) Z сопротивления цепи;
2) амплитудные значения внешнего напряжения U m , силы тока Im , напряжения на активном сопротивлении URm , напряжения на конденсаторе UCm , напряжения на катушке индуктивности ULm ; действующее значение силы тока I д в цепи;
|
|
3) определить частоту внешнего напряжения U , при которой в цепи наступит резонанс; действующие значения силы тока и напряжения на всех элементах цепи при резонансе;
4) разность фаз между силой тока и внешним напряжением; среднюю мощность < P >, выделяемую в цепи;
Построить векторную диаграмму тока и напряжений в цепи.
Рис. 1.
Числовые значения параметров задачи
№ варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
С, мкФ | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
R, Ом | 100 | 90 | 80 | 70 | 60 | 50 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
L, Гн | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 |
№ варианта | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
С, мкФ | 100 | 90 | 80 | 70 | 60 | 50 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
R, Ом | 90 | 100 | 90 | 80 | 70 | 60 | 50 | 40 | 30 | 20 | 10 | 20 | 30 |
L, Гн | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 |
4. В однородной изотропной и немагнитной ( среде с диэлектрической проницаемостью вдоль оси Х распространяется плоская электромагнитная волна, электрическое поле которой описывается уравнением Е = Е 0 kx ), и падает на поверхность тела, полностью её поглощающего. Считая амплитудное значение напряжённости Е 0 электрического поля и частоту волны известными, определить:
|
|
1) показатель преломления n среды, фазовую скорость , волновое число k и длину волны;
2) амплитуду напряжённости Н0 магнитного поля волны; написать уравнение её магнитной составляющей;
3). интенсивность волны I ; давление Р , оказываемое волной на тело;
4) изменение длины волны Δ в случае, если бы рассматриваемая электромагнитная волна переходила из немагнитной среды с диэлектрической проницаемостью в вакуум;
5) изобразить графически взаимное расположение векторов , и в волне.
Числовые значения параметров задачи
№ варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
2,0 | 2,2 | 3,0 | 5,0 | 7,0 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 7,0 | 2,2 | 5,0 | 1,0 | 2,0 | |
Е0, | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
, МГц | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 |
S, см2 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 9 | 8 |
№ варианта | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
7,0 | 5,0 | 3,0 | 2,2 | 2,0 | 1,0 | 2,0 | 2,2 | 3,0 | 5,0 | 7,0 | 5,0 | 3,0 | |
Е0, | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 |
, МГц | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
S, см2 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 9 | 8 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 |
5. На дифракционную решётку длиной l 1 , содержащую N 1 штрихов, нормально к её поверхности падает монохроматический свет с длиной волны . На экран, изготовленный из диэлектрика , находящийся от решётки на расстоянии L , с помощью линзы, расположенной вблизи решётки, проецируется дифракционная картина, причём первый главный максимум находится на расстоянии l от центрального (рис. 2).
Определить:
1) период d дифракционной решётки; число штрихов n 0 на 1 мм её длины;
2) наибольший порядок kmax . спектра; общее число N главных максимумов, даваемых решёткой; угол дифракции , соответствующий последнему максимуму;
3) максимальный угол дифракции в случае, если свет падает под углом к её нормали ;
4) максимальную разрешающую способность Rmax . дифракционной решётки; разность длин волн , разрешаемую этой решёткой в спектре второго порядка; её угловую дисперсию для наибольшего порядка kmax . спектра и угола дифракции ;
5) показатель преломления диэлектрика n , если отражённый от него под углом луч полностью поляризован.
Рис. 2.
Числовые значения параметров задачи
№ варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
l1, мм | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 45 | 40 | 30 | 20 | 15 |
N1·103 | 3 | 3,5 | 4 | 4,5 | 3,5 | 4 | 4,5 | 5 | 4,5 | 4 | 3 | 2 | 1,5 |
нм | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 | 380 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 |
L, м | 1,0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 0,5 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,60 | 0,70 |
l , м | 0,10 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,10 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,10 |
60 | 45 | 30 | 0 | 60 | 45 | 30 | 0 | 60 | 45 | 30 | 0 | 60 | |
№ варианта | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
l1, мм | 40 | 45 | 50 | 45 | 40 | 30 | 20 | 15 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
N1·103 | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 | 3 | 3 | 2 | 1,5 | 1 | 2 | 2,5 | 3,5 |
нм | 380 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 |
L, м | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,60 | 0,70 | 1,0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 0,5 |
l , м | 0,09 | 0,10 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,10 | 0,10 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 |
60 | 45 | 30 | 0 | 60 | 45 | 30 | 0 | 60 | 45 | 30 | 0 | 60 |
РГР №6 «Основы квантовой физики. Физика атомного ядра и элементарных частиц»
1. Поглощательная способность тела площадью поверхности S при температуре Т равна А Т . Определить:
1). энергетическую светимость RT тела и его радиационную температуру Тр ;
2) поток энергии Ф и энергия W , излучаемая телом в виде электромагнитных волн за время t ;
3) длину волны , соответствующую максимальной спектральной плотности энергетической светимости ( ) max .. , считая А Т = 1;
4) как изменится длина волны , соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости тела, если площадь, ограниченная графиком спектральной плотности энергетической светимости тела, при переходе от температуры Т 1 = Т до температуры Т 2 увеличилась в n раз при А Т = 1 ;
5) объёмную плотность u ( T ) энергии электромагнитного излучения тела и давление Р теплового излучения.
Числовые значения параметров задачи
№ варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
S, м2 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,55 | 0,60 | 0,65 | 0,70 | 0,75 | 0,50 | 0,45 |
Т, К | 290 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 290 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 450 |
АТ | 0,15 | 0,35 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,60 | 0,65 | 0,70 | 0,75 | 0,80 | 0,85 |
t , с | 10 | 15 | 20 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 55 | 50 | 45 |
( )max | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,6 | 1,5 |
Т2,К | 300 | 310 | 360 | 450 | 500 | 550 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 500 |
n | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 3,0 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 1,3 | 1,2 | 1,4 | 1,5 |
№ варианта | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
S, м2 | 0,50 | 0,55 | 0,60 | 0,65 | 0,70 | 0,75 | 0,50 | 0,45 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 |
Т, К | 290 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 450 | 290 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 |
АТ | 0,50 | 0,60 | 0,65 | 0,70 | 0,75 | 0,80 | 0,85 | 0,15 | 0,35 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 |
t , с | 45 | 50 | 55 | 60 | 55 | 50 | 45 | 10 | 15 | 20 | 30 | 35 | 40 |
( )max | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,6 | 1,5 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,6 |
Т2,К | 300 | 320 | 400 | 420 | 500 | 520 | 500 | 320 | 320 | 400 | 450 | 500 | 520 |
n | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 3,0 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 1,3 | 1,2 | 1,4 | 1,5 |
2. На плоскую металлическую пластину площадью S с коэффициентом отражения и работой выхода А , служащую фотокатодом вакуумного фотоэлемента , падает нормально параллельный монохроматический пучок света интенсивностью I и длиной волны . Считая фотоэффект линейным , определить:
1) частоту , энергию , массу и импульс , падающих на пластину фотонов;
2) красную границу фотоэффекта , максимальную кинетическую энергию К max . фотоэлектронов и задерживающую разность потенциалов U з. , при которой прекратится фотоэффект;
3) световое давление P на пластину, величину светового потока Фе и число фотонов n погл . , поглощаемых ежесекундно пластиной;
4) максимальный импульс Р max . , передаваемый пластине при вылете электрона; силу фототока насыщения I фн , полагая что каждый поглощённый пластиной фотон вырывает фотоэлектрон;
5) на рисунках 3 (а, б) представлены вольт – амперные характеристики фотоэффекта:
Рис. 3.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 357; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!