КНІГІ ОНЛАЙН

Зборнік задач па курсе агульнай фізікі

Выдавец: Вышэйшая школа

Памер: 276с.

Мінск 1993

76.36 МБ

Пры аддаленні крыніцы ад назіральніка (Я -0)
I 1 0 ’
v v04 I + £
Пры збліжэнні крыніцы і назіральніка (в л)
30.1.	У доследзе Фізо па вызначэнні скорасці святла адлегласць ад зубчатага кола да люстэрка складала 10 км. Паслядоўныя знікненні святла назі-
раліся пры скорасцях вярчэння кола 52 і 72,8 аб/с. Вызначыць скорасць святла, калі колькасць зубцоў кола 720.
30.2.	У доследзе, аднолькавым з тым, з дапамогай якога Фізо вызначаў каэфіцыент уцягнення сусветнага эфіру вадой, сумарны шлях святла ў вадзе 'll = 2,00 м. Даўжыня хвалі святла X = 600 нм. Вызначыць колькасць палос ДА, на якую змесціцца інтэрфсрэнцыйная карціна, калі вада пачне рухацца са скорасцю v = 6,00 м/с. Паказчык праламлення вады п = 1,33.
30.3.	Якой павінна быць максімальная скорасць крыніцы выпраменьвання, каб пры даследаванні эфекту Доплера можна было выкарыстаць формулу v = v0 (1 -v/с)1 Хібнасць вызначэння частаты павінна быць не большая, чым 1 %.
30.4.	Касмічны карабель рухаецца ад Зямлі са скорасцю 10 км/с. Вызначыць змяненне частаты Av, якую рэгіструе прыёмнік, калі антэна карабля выпраменьвае частату v = 30 МГц.
30.5.	У бачнай частцы спектра выпраменьвання вадароду найбольш кароткая даўжыня хвалі A t = 410 нм. 3 якой скорасцю аддаляецца ад нас воблака вадароду, калі гэтае выпраменьванне яго, дзякуючы эфекту Доплера, апынулася ў інфрачырвонай вобласці? Мяжа бачнай вобласці Х2 = 760 нм.
30.6.	Прыёмнік рэгіструе выпраменьванне, якое пасылае самалёт, што ляціць прама на назіральніка, а затым аддаляецца ад яго. Вызначыць скорасць самалёта, калі лічыць яе пастаяннай. Частата, якую выпраменьвае самалёт, таксама пастаянная і роўная v.
30.7.	Туманнасць аддаляецца ад Сонечнай сістэмы са скорасцю v = = (1 /3) с. На якую адлегласць перамяшчаецца да чырвонага канца яе спектра лінія вадароду з даўжынёй хвалі X = 434 нм?
30.8.	Крыніц^ монахраматычнага выпраменьвання рухаецца са скорасцю v = 0,1 с у напрамку да назіральніка. Спектральная прылада назіральніка рэгіструе выпраменьванне гэтай крыніцы X =0,542 мкм. Якая даўжыня хвалі выпраменьвання крыніцы?
30.9.	Вывучаецца спектр зоркі, якая.знаходзіцца ў плоскасці зямной арбіты. На колькі будуць адрознівацца ў спектры зоркі два вымярэнні даўжыні хвалі лініі X = 0,4227 мкм, калі першае зроблена пры руху Зямлі ў напрамку да зоркі, а другое — праз паўгода, калі напрамак руху Зямлі па арбіце зменіцца на процілеглы?
30.10.	Знайсці адноснае змяненне даўжыні хвалі крыніцы (ДХ/Х), калі яна рухаецца са скорасцю v у асяроддзі з паказчыкам праламлення п.
30.11.	Для эксперыментальнай праверкі эфекта Доплера А. Белапольскі скарыстаў метад адбіцця святла ад люстэрак, якія хутка вярцеліся ў процілеглых напрамках. Вызначыць змяненне ДХ даўжыні хвалі святла, якое падае на люстэрка нармальна, калі монахраматычнае святло з даўжынёй хвалі X п разоў адбіваецца перад тым, як трапляе ў спектрограф. Лінейная скорасць люстэрак V.
30.12.	Даўжыня хвалі лініі На у спектры Сонца роўная X = 656 нм.
Вымярэнне гэтай даўжыні хвалі, якая праходзіць ад дыяметральна процілеглых краёў сонечнага дыска, выявіла розніцу на ДА = 0,0088 нм. Знайсці перыяд Т вярчэння Сонца вакол уласнай восі.
30.13.	Тэмпература атамарнага вадароду 300 К. Якім будзс пашырэнне спектральных ліній выпраменьвання вадароду (ДА/А), абумоўлснаеэфектам Доплера?
30.14.	Прыёмнік радыёлакацыйнай устаноўкі вызначае скорасць па розніцы частотаў паміж сігналам, што пасылае лакатар, і частатой сігнала, адбітага ад аб’екта, які рухаецца. Вызначыць скорасць аб’екта, што набліжаецца, калі лакатар працуе на хвалі A = 0,5 м, а розніца частотаў складае Дй = 4 кГц.
Раздзел V
КВАНТАВАЯ ФІЗІКА
§ 31.	КВАНТАВЫЯ УЛАСЦІВАСЦІ ВЫПРАМЕНЬВАННЯ
Энергія фатона
Е = hv = h ’
дзее— зарадэлектрона;	— рознасць патэнцыялаў, прыкладзеная да рэнтгенаўскай трубкі.
Закон Мозлі:
у агульным выпадку
ш = CR*(Z a ) 2 ,
дзе ш — кругавая частата ліній рэнтгенаўскага спектра; С — пастаянная; R* = 2ncR (R* = -2,07*10 с);с — скорасцьсвятла;R — пастаяннаяРыдберга;Z — атамнынумарэлемента, які выпраменьвае гэты спектр; а — пастаянная экраніравання;
для Ка-ліній (а 1, С 3/4)
11 Зак.5409
або
1	3	2
7	j «  '
дзе Ei—2xhR 13,6 эВ — энергія іанізацыі атама вадароду.
Эфект Комптана
Д2 2 Xс s і п2<р / 2 ,
дзе kc-h/(mec) — комптанаўская даўжыняхвалі; те — маса электронааддачы; ір — вугал рассейвання.
Інтэнсіўнасць пучка рэнтгенаўскіх хваляў пры праходжанні іх праз паглынальнае рэчыва / 1^*,
дзе Iq — інтэнсіўнасць рэнтгенаўскіх хваляў, якія падаюць на паверхню рэчыва; /< =	—
лінейны каэфіцыент паглынання; р-шчыльнасць рэчыва;/<м — масавы каэфіцыент паглынання.
Энергетычная свяцільнасць абсалютна чорнага цела (закон Стэфана—Больцмана)
R3 “ аг4’
дзе о — пастаянная Стэфана—Больцмана; Т — тэрмадынамічная тэмпература абсалютна чорнага цела.
Энергетычная свяцільнасць шэрага цела
RgааТ4,
дзе a — каэфіцыент цеплавога выпраменьвання (ступень чарнаты) шэрага цела.
Закон перамяшчэння Віна:
^тах’ Ь/Т,
дзе Ь2,9040—3 м-К — пастаянная Віна.
Формула Планка:
1
ехр[/іс / ( kkT) ] 1
1
ехр [ Нш/ ( кТ ) ] 1
дзе f(v,T), f(a>,T) — спектральныя шчыльнасці выпраменьвання абсалютна чорнага цела. Максімальная выпраменьвальная здольнасць абсалютна чорнага цела
<РХ СТ4 ,
max
дзеС= 1,30-10-5Вт/ (м3.К5),
2nhc^ 	р-
або
f (ш ,7"> = 	j—-у
Энергія, імпульс і маса фатона
31.1.	Знайсці энергію фатона: 1) чырвонага (X = 0,7 мкм); 2) зялёнага (Х = 0,55мкм); 3) фіялетавага (X =0,4 мкм); 4) інфрачырвонага (X = Юмкм) выпраменьвання.
31.2.	У колькі разоў энергія фатона (X = 550 мкм) большая за сярэднюю кінетычную энергію паступальнага руху атама гелію пры пакаёвай тэмпературы (17 ° С)?
31.3.	Ці належыць да бачнага святла выпраменьванне, фатоны якога маюць энергію 610“19 Дж?
31.4.	Знайдзіце даўжыню хвалі, калі адпаведны ёй фатон мае энергію 10~19 Дж. Да якой часткі спектра належыць гэта даўжыня хвалі?
31.5.	Пры дапамозе індукцыйнага паскаральніка электронаў (бэтатрона) трэба атрымаць фатоны у-хваляў энергіяй 100 МэВ. Якая даўжыня хвалі гэтых прамянёў ?
31.6.	Устанавіць частату v святла і параўнаць энергію фатонаў, якія адпавядаюць даўжыням хваляў: 1) X = 280 нм; 2) X = 254 нм.
31.7.	Вызначыць рэлятывісцкую масу фатона: 1) праменнай энергіі для X = 0,40 мкм і X = 2 нм; 2) у-прамянёў (X = 2,3 нм).
31.8.	Хвалю якой даўжыні павінен мець фатон, каб яго рэлятывісцкая маса была роўная масе спакою электрона?
31.9.	Якая даўжыня хвалі адпавядае фатону, рэлятывісцкая маса якога 1 .ббОО-30 кг?
31.10.	Энергія фатона 1 МэВ. Знайсці імпульс фатона.
31.11.	Устанавіць энергію, рэлятывісцкія масу і імпульс фатона рэнтгенаўскіх хваляў з даўжынямі хваляў 100 і 2 пм. Параўнайце яго рэлятывісцкую масу з масай спакою.
31.12.	Лічачы, што магутнасць лямпы рассейваецца ва ўсіх напрамках у выглядзе выпраменьванняў і што сярэдняя даўжыня хвалі 0,5 мкм, знайсці колькасць фатонаў, якія падаюць за 1 с на паверхню плошчай 1 см2, размешчаную перпендыкулярна праменям на адлегласці 50 см ад ляпмы. Магутнасць лямпы 25 Вт.
31.13.	Пунктавая крыніца святла спажывае магутнасць ^ = 100 Вт і раўнамерна выпраменьвае святло ва ўсе бакі. Даўжыня хвалі святла, якое пры гэтым выпраменьваецца, X = 589 нм. ККДз крыніцы 0,1 %. Вылічыць колькасць фатонаў, якія выпраменьвае крыніца за 1 с.
31.14.	Флюктуацыі слабых светлавых патокаў былі ўпершыню выяўлены візуальным метадам і вывучаны С.І. Вавілавым. Колькасць фатонаў у светлавым патоку мяняецца ад 90 да 120 за 1 с (частата аднолькавая). Вызначыць пры гэтым змяненне магутнасці светлавых патокаў.
31.15.	Пры якой тэмпературы сярэдняя кінетычная энергія цеплавога руху малекул аднаатамнага газу роўная энергіі фатонаў рэнтгенаўскіх прамянёў (X = 0,1 нм)?
п*
Фотаэфект
31.16.	Адзін з вынікаў доследу А.Г. Сталетава быў сфармуляваны так: «Разраджальнае дзеянне маюць прамяні самай высокай праламляльнасці, даўжыня якіх меншая за 295 нм». На падставе гэтага знайсці работу фотаэфекту для плаціны, серабра, вальфраму, танталу і цэзію.
31.17.	Ці будзе мець месца фотаэфект у літыі, калі ён асвятляецца монахраматычным святлом з даўжынёй хвалі 589 нм?
31.18.	Устанавіць чырвоную мяжу фотаэфекту для плаціны, серабра, вальфраму, танталу і цэзію.
31.19.	Чырвоная мяжа фотаэфекту для жалеза, ртуці, літыю, натрыю, калію вызначаецца адпаведна даўжынямі хваляў262,274,517,540, 620 нм. Знайсці работу выхаду электронаў з металаў і выразіць яе ў электрон-вольтах.
31.20.	На паверхню металу падаюць у-прамяні (X = 1,2 пм). У параўнанні з энергіяй э'-фатонаў работа выхаду настолькі малая, што на яе можна не звяртаць увагі. Якая скорасць вылету электронаў, калі вылічыць яе па ўраўненні Эйнштэйна для фотаэфекту? Чым вытлумачыць атрыманы вынік?
31.21.	Якая максімальная скорасць электронаў, якія вылятаюць з паверхні малібдэну пры асвятленні яго праменямі з даўжынёй хвалі 200 нм?
31.22.	Якой даўжыні электрамагнітную хвалю трэба накіраваць на паверхню цынку, каб максімальная скорасць электрона, які вылецеў з металу, была 0,8 Мм/с?
31.23.	На паверхню нікелю падае монахраматычнаесвятло (X = 200 нм). Чырвоная мяжа фотаэфекту для нікелю 248 нм. Вызначыць энергію падаючых фатонаў, работу выхаду электронаў, максімальную кінетычную энергію электронаў і іх скорасць.