Тема 3. Колебания и волны. Свободные механические колебания. Свободные электромагнитные колебания
Содержание
1. Уравнение гармонических колебаний. Амплитуда, частота, циклическая частота, период колебаний, фаза.
2. Простейшие осцилляторы. Математический маятник, пружинный маятник. Период колебаний. Превращения энергии.
3. Вынужденные колебания. Зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты. Резонанс.
4. Волны. Уравнение плоской волны. Длина волны, амплитуда, скорость волны, частота волны, фаза волны.
5. Колебательный контур. Период колебаний. Превращения энергии в колебательном контуре. Колебания тока, заряда и напряжения на конденсаторе.
6. Переменный ток. Действующее значение тока и напряжения. Активное сопротивление, конденсатор и индуктивность в цепи переменного тока, их сопротивления.
7. Электромагнитные волны. Генерация (ускоренно движущиеся заряженные частицы, антенна), прием (колебательный контур)
Литература
1. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотцкий. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений.- М.: «Просвещение», 2009 и др.- §§ 18-25; 27-35.
2. А.П.Рымкевич. Физика. Задачник. 10-11кл.: пособие для общеобразовательных учреждений.- М.: Дрофа. 2010 и др. Гл 4,12.
Задачи
1. Груз массой 100 г совершает колебания с частотой 2 Гц под действием пружины. Определите жесткость пружины.
2. В Санкт-Петербурге в Исаакиевском соборе висел маятник Фуко, длина которого была равна 98 м. Чему был равен период колебаний маятника?
3. Шарик на пружине сместили на расстояние 1 см от положения равновесия и отпустили. Какой путь пройдет шарик за 2 с, если частота его колебаний v = 5 Гц? (Затуханием колебаний можно пренебречь.)
|
|
|
4. Тело массой 200 г совершает колебания в горизонтальной плоскости с амплитудой 2 см под действием пружины жесткостью 16 Н/м. Определите циклическую частоту колебаний тела и энергию системы.
5. Автомобиль движется по неровной дороге, на которой расстояние между буграми приблизительно равно 8 м. Период свободных колебаний автомобиля на рессорах 1,5 с. При какой скорости автомобиля его колебания в вертикальной плоскости станут особенно заметными?
6. После того как конденсатору колебательного контура был сообщен заряд q = 10¯5 Кл, в контуре возникли затухающие колебания. Какое количество теплоты выделится в контуре к тому времени, когда колебания в нем полностью затухнут? Емкость конденсатора С = 0,01 мкФ.
7. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 0,003 Гн и плоского конденсатора емкостью С = 13,4 пФ. Определите период свободных колебаний в контуре.
8. В каких пределах должна изменяться индуктивность катушки колебательного контура, чтобы частота колебаний изменялась от 400 до 500 Гц? Емкость конденсатора 10 мкФ.
|
|
|
9. Определите амплитуду ЭДС, наводимой в рамке, вращающейся в однородном магнитном поле, если частота вращения составляет 50 об/с, площадь рамки 100 см2 и магнитная индукция 0,2 Тл.
10. Катушка индуктивностью L = 0,08 Гн присоединена к источнику переменного напряжения с частотой v = 1000 Гц. Действующее значение напряжения U = 100 В. Определите амплитуду силы тока Im в цепи.
11. На расстоянии s = 1060 м от наблюдателя ударяют молотком по железнодорожному рельсу. Наблюдатель, приложив ухо к рельсу, услышал звук на τ = 3 с раньше, чем звук дошел до него по воздуху. Чему равна скорость звука в стали? (Скорость звука в воздухе принять равной 330 м/с.)
12. Определите разность фаз между двумя точками звуковой волны в воздухе, если разность их расстояний от источника составляет 25 см, а частота колебаний равна v = 680 Гц. (Скорость звука принять равной 340 м/с.)
13. Во сколько раз изменится длина звуковой волны при переходе звука из воздуха в воду? Скорость звука в воде 1435 м/с, в воздухе 340 м/с.
14. В схеме радиоприемника, изображенной на рисунке 7.16, L = 2·10¯4 Гн, емкость С переменного конденсатора может меняться от 12 до 450 пФ. На какие длины волн рассчитан этот радио-приемник?
|
|
|
Тема 4. Оптика. Законы геометрической оптики. Волновые свойства света. Интерференция и дифракция света. Оптические приборы.
Содержание
1. Законы геометрической оптики.
2. Плоское зеркало. Построение изображения в плоском зеркале.
3. Призма. Ход лучей. Угол отклонения.
4. Линзы. Построение изображения в собирающей и рассеивающей линзе.
5. Формула тонкой линзы. Увеличение линзы.
6. Длина, частота и скорость световой волны. Диапазон длин волн видимого света.
7. Интерференция света. Оптическая разность хода. Условие максимума при интерференции.
8. Расчет интерференционной картины. Опыт Юнга, тонкая пленка, клин, кольца Ньютона.
9. Дифракция света. Дифракционная решетка. Период дифракционной решетки. Условие максимума для дифракционной решетки.
Литература
1. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотцкий. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений.- М.: «Просвещение», 2009 и др.- §§ 59-74.
2. А.П.Рымкевич. Физика. Задачник. 10-11кл.: пособие для общеобразовательных учреждений.- М.: Дрофа. 2010 и др. Гл 14.
Задачи
1. Какой высоты должно быть плоское зеркало, висящее вертикально, чтобы человек, рост которого Н, видел себя в нем во весь рост?
2. Вычислите показатель преломления воды относительно алмаза и сероуглерода относительно льда.
|
|
|
3. С помощь линзы на вертикальном экране получено действительное изображение электрической лампочки. Как изменится изображение, если закрыть верхнюю половину линзы?
4. Постройте изображение предмета, помещенного перед собирающей линзой, в следующих случаях: 1) d > 2F; 2) d = 2F; 3) F < d < 2F; 4) d < F.
5. Постройте изображение светящейся точки в рассеивающей линзе, используя три «удобных» луча.
6. Светящаяся точка находится в фокусе рассеивающей линзы. На каком расстоянии от линзы находится изображение? Постройте ход лучей.
7. Два когерентных источникаS1 иS2 испускают свет с длиной волны λ = 5·10¯7 м. Источники находятся друг от друга на расстоянииd = 0,3 см. Экран расположен на расстоянии 9 м от источников. Что будет наблюдаться в точкеА экрана (рис. 8.66): светлое пятно или темное?
8. На дифракционную решетку, имеющую периодd = 1,2·10¯3 см, падает по нормали монохроматическая волна. Оцените длину волны λ, если угол между спектрами второго и третьего порядков ∆α = 2°30'.
Тема 5. Гипотеза Планка о квантах.Фотоэффект. Фотон. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
Содержание
1. Тепловое излучение. Законы теплового излучения абсолютно черного тела.
2. Закон Стефана-Больцмана Закон Вина.
3. Гипотеза Планка. Квант света. Энергия и импульс кванта света (фотона).
4. Внешний фотоэффект. Вольт-амперная характеристика вакуумного фотодиода. Законы внешнего фотоэффекта.
5. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Красная граница фотоэффекта. Запирающее напряжение.
6. Световое давление. Опыт Лебедева. Формула для расчета светового давления.
Литература
1. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотцкий. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений.- М.: «Просвещение», 2009 и др.- §§ 87-92.
2. А.П.Рымкевич. Физика. Задачник. 10-11кл.: пособие для общеобразовательных учреждений.- М.: Дрофа. 2010 и др. Гл 16.
Задачи
1. Нарисуйте график зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света. Как с помощью такого графика определить постоянную Планка?
2. Определите абсолютный показатель преломления среды, в которой свет с энергией фотона Е = 4,4·10¯19 Дж имеет длину волны λ = 3,0·10¯7 м.
3. Определите энергию фотона, соответствующую длине волны λ = 5,0·10¯7 м.
4. Определите длину волны λ света, которым освещается поверхность металла, если фотоэлектроны имеют кинетическую энергию WK = 4,5·10¯20 Дж, а работа выхода электрона из металла равна А = 7,6·10¯19 Дж.
5. Длинноволная (красная) граница фотоэффекта для меди 282 нм. Найти работу выхода электронов из меди.
6. Какую максимальную кинетическую энергию имеют фотоэлектроны при облучении железа светом с длиной волны 200 кн? Красная граница фотоэффекта для железа 288нм.
7. Определить длину волны излучения, фотоны которого имеют такую же энергию, что и электрон, ускоренный напряжением 4В.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 298; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!