Раздел 4 Колебания и волны




Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L (единица измерения Гн Генри) и конденсатора емкостью С (единица измерения Ф Фарад). Период электромагнитных колебаний определяется по формуле: — формула Томсона.

L-индуктивность соленоида, I-сила тока, С-емкость конденсатора, U-напряжение

При собственных колебаниях в контуре(R=0), справедлива формула

Скорость электромагнитных волн равна 3·108 м. Длину электромагнитных волн можно определить по формуле:

λ=v·T

Задача 5.

Какой путь пройдет фаза волнового движения за 0,02с, если частота колебаний равна 2 МГц, а длина волны 150м?

Дано: СИ Решение

2

Ответ: 6000км.

Раздел 5 Квантовая физика и оптика

Закон прямолинейного распространения света: в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Закон отражения света: падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Угол отражения γ равен углу падения α.

Закон преломления света: падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β есть величина, постоянная для двух данных сред:

.

Постоянную величину n называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления.

Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления:

Фотоэлектрический эффект – вырывание электронов из атомов или молекул вещества под действием падающего света (излучения).

Если электроны, выбитые светом, вылетают за пределы вещества, фотоэффект называется внешним. Его наблюдают у металлов. Если же оторванные от своих атомов или молекул электроны остаются внутри освещаемого вещества в качестве свободных, то фотоэффект называется внутренним. Он наблюдается у некоторых полупроводников и в меньшей степени у диэлектриков.

Фотон – элементарная частица, не имеющая массы покоя и электрического заряда, но обладающая энергией и импульсом.

Энергия фотона выражается формулой

Масса движущегося фотона

По известной массе и скорости фотона можно найти его импульс

h- постоянная Планка, h = 6,63

Задача 6.

Определить максимальную скорость вылета фотоэлектронов из калия, работа выхода электронов которого равна 2,26 эВ, при освещении его ультрафиолетовым излучением с длиной волны 200нм

 

Вариант 1

1. Время разгона автомобиля до скорости 100 км/ч составляет 10 секунд. Каково при этом среднее ускорение автомобиля?

2. Каково центростремительное ускорение автомобиля, совершающего поворот по дороге с радиусом кривизны 20 м на скорости 60 км/ч?

3.В баллоне вместимостью 40 л при температуре 27°С под давлением 20 ата хранится азот. Сколько весит содержимое баллона?

4. В некотором двигателе внутреннего сгорания температура горящей рабочей смеси достигает 400° С, а температура продуктов сгорания в выхлопной трубе равна 200° С. Каков максимально возможный к.п.д. этого двигателя?

5. Какова мощность теплового излучения вольфрамовой пластинки площадью 10 см2 при температуре 1300 ?

6. Период полураспада некоторого радиоактивного вещества равен 20 суткам. Какая доля этого вещества (в процентах) останется по истечении 10 суток?

7.Сила тока в катушке равна 10 А. При какой индуктивности катушки энергия ее магнитного поля будет равна 6 Дж?

8. По прямому отрезку провода длиной 0,3 м течет ток 2 А. Какая сила действует на провод в магнитном поле с индукцией 0,003 Тл, если направление вектора индукции составляет с проводом угол 45 градусов?

9. Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона калия при его освещении лучами с длиной волны 400нм, если работа выхода электрона у калия равна 2,26 эВ.

10. В изображенной на рисунке схеме R=1 Ом, R2=2 Ом, R3=2 Ом, э.д.с. источника E=1 В, его внутреннее сопротивление r=1,0 Ом. Найти общую силу тока.

 

Вариант 2

1. Время разгона автомобиля до скорости 110 км/ч составляет 11 секунд. Каково при этом среднее ускорение автомобиля?

2. Каково центростремительное ускорение автомобиля, совершающего поворот по дороге с радиусом кривизны 10 м на скорости 55 км/ч?

3. В баллоне вместимостью 45 л при температуре 20°С под давлением 22 ата хранится кислород. Сколько весит содержимое баллона?

4. В некотором двигателе внутреннего сгорания температура горящей рабочей смеси достигает 500° С, а температура продуктов сгорания в выхлопной трубе равна 200° С. Каков максимально возможный к.п.д. этого двигателя?

5. Какова мощность теплового излучения вольфрамовой пластинки площадью 20 см при температуре 2300 ?

6. Период полураспада некоторого радиоактивного вещества равен 20 суткам. Какая доля этого вещества (в процентах) останется по истечении 10 суток?

7. В колебательном контуре конденсатор емкостью 50 нФ заряжен до максимального напряжения 100 В. Определить резонансную частоту колебаний свободных электронов в контуре, если максимальная сила тока в контуре равна 0,2 А. Активное сопротивление равно нулю.

8. По прямому отрезку провода длиной 0,5 м течет ток 1 А. Какая сила действует на провод в магнитном поле с индукцией 0,002 Тл, если направление вектора индукции составляет с проводом угол 30 градусов?

9. Определить максимальную скорость вылета фотоэлектронов из калия, работа выхода электронов которого равна 2,26 эВ, при освещении его ультрафиолетовым излучением с длиной волны 200нм.

10.

В изображенной на рисунке схеме R1=2 Ом, R2=2 Ом, R3=1 Ом, э.д.с. источника E=2 В, его внутреннее сопротивление r=1,5 Ом. Найти общую силу тока

 

.

Вариант 3

1. Время разгона автомобиля до скорости 120 км/ч составляет 12 секунд. Каково при этом среднее ускорение автомобиля?

2. Каково центростремительное ускорение автомобиля, совершающего поворот по дороге с радиусом кривизны 15 м на скорости 50 км/ч?

3. В баллоне вместимостью 32 л при температуре 24°С под давлением 24 ата хранится водород. Сколько весит содержимое баллона?

4. В некотором двигателе внутреннего сгорания температура горящей рабочей смеси достигает 600° С, а температура продуктов сгорания в выхлопной трубе равна 200° С. Каков максимально возможный к.п.д. этого двигателя?

5. Какова мощность теплового излучения молибденовой пластинки площадью 15 см при температуре 1300 ?

6. Какова резонансная частота колебательного контура с индуктивностью L=20 мГн и емкостью С=80 мкФ?

7. Сопротивление куска медной проволоки при 20° С равно 30 Ом. Каково будет сопротивление того же куска при 120° С?

8. По прямому отрезку провода длиной 0,7 м течет ток 3 А. Какая сила действует на провод в магнитном поле с индукцией 0,004 Тл, если направление вектора индукции составляет с проводом угол 15 градусов?

9. Работа выхода электронов из кадмия равна 4,08 эВ. Какой должна быть длина волны излучения, падающего на кадмий, чтобы при фотоэффекте максимальная скорость фотоэлектронов была равна 3∙106м/с?

10.

В изображенной на рисунке схеме R1=3 Ом, R2=2 Ом, R3=1 Ом, э.д.с. источника E=1 В, его внутреннее сопротивление r=2 Ом. Найти общую силу тока

 

Вариант 4

1. Время разгона автомобиля до скорости 130 км/ч составляет 13 секунд. Каково при этом среднее ускорение автомобиля?

2. Какова кинетическая энергия разогнавшегося автомобиля из задачи 1? Масса автомобиля равна 1200 кг.

3. В баллоне вместимостью 34 л при температуре 31°С под давлением 21 ата хранится гелий. Сколько весит содержимое баллона?

4. В некотором двигателе внутреннего сгорания температура горящей рабочей смеси достигает 400° С, а температура продуктов сгорания в выхлопной трубе равна 100° С. Каков максимально возможный к.п.д. этого двигателя?

5. Какова резонансная частота колебательного контура с индуктивностью L=50 мГн и емкостью С=70 мкФ?

6. Сопротивление куска медной проволоки при 20° С равно 20 Ом. Каково будет сопротивление того же куска при 120° С?

7. По прямому отрезку провода длиной 0,6 м течет ток 4 А. Какая сила действует на провод в магнитном поле с индукцией 0,025 Тл, если направление вектора индукции составляет с проводом угол 60 градусов?

8. Какова мощность теплового излучения молибденовой пластинки площадью 5 см при температуре 2300 С?

9. Определить максимальную скорость вылета фотоэлектронов из калия, работа выхода электронов которого равна 2,26 эВ, при освещении его ультрафиолетовым излучением с длиной волны 300нм.

10.

В изображенной на рисунке схеме R1=4 Ом, R2=2 Ом, R3=4 Ом, э.д.с. источника E=2 В, его внутреннее сопротивление r=4 Ом. Найти общую силу тока

 

 

Вариант 5

1. Время разгона автомобиля до скорости 150 км/ч составляет 15 секунд. Каково при этом среднее ускорение автомобиля?

2. Какова кинетическая энергия разогнавшегося автомобиля из задачи 1? Какова средняя мощность двигателя при разгоне. Масса автомобиля равна 1400 кг.

3. В баллоне вместимостью 50 л при температуре 29°С под давлением 25 ата хранится углекислый газ. Сколько весит содержимое баллона?

4. В некотором двигателе внутреннего сгорания температура горящей рабочей смеси достигает 700° С, а температура продуктов сгорания в выхлопной трубе равна 200° С. Каков максимально возможный к.п.д. этого двигателя?

5. Какова резонансная частота колебательного контура с индуктивностью L=30 мГн и емкостью С=60 мкФ?

6. Сопротивление куска алюминиевой проволоки при 30° С равно 40 Ом. Каково будет сопротивление того же куска при 120° С?

 

7. По прямому отрезку провода длиной 0,2 м течет ток 5 А. Какая сила действует на провод в магнитном поле с индукцией 0,003 Тл, если направление вектора индукции составляет с проводом угол 90 градусов?

8. Какова мощность теплового излучения танталовой пластинки площадью 30 см при температуре 2300 ?

9. Работа выхода электронов из кадмия равна 4,08 эВ. Какой должна быть длина волны излучения, падающего на кадмий, чтобы при фотоэффекте максимальная скорость фотоэлектронов была равна 2∙106м/с?

10.

В изображенной на рисунке 1 схеме R1=5 Ом, R2=2 Ом, R3=3 Ом, э.д.с. источника E=3 В, его внутреннее сопротивление r=1 Ом. Найти общую силу тока


 

 

Вариант 6

1. Время разгона автомобиля до скорости 160 км/ч составляет 16 секунд. Каково при этом среднее ускорение автомобиля?

2. Какова кинетическая энергия разогнавшегося автомобиля из задачи 1? Какова (в лошадиных силах) средняя мощность двигателя при разгоне? Масса автомобиля равна 1800 кг.

3. В баллоне вместимостью 60 л при температуре 35°С под давлением 5 ата хранится этилен. Сколько весит содержимое баллона?

4. В некотором двигателе внутреннего сгорания температура горящей рабочей смеси достигает 400° С, а температура продуктов сгорания в выхлопной трубе равна 150° С. Каков максимально возможный к.п.д. этого двигателя?

5. Какова резонансная частота колебательного контура с индуктивностью L=10 мГн и емкостью С=20 мкФ?

6. Сопротивление куска железной проволоки при 40° С равно 60 Ом. Каково будет сопротивление того же куска при 120° С?

7. По прямому отрезку провода длиной 0,3 м течет ток 6 А. Какая сила действует на провод в магнитном поле с индукцией 0,007 Тл, если направление вектора индукции составляет с проводом угол 20 градусов?

8. Какова мощность теплового излучения железной пластинки площадью 25 см2

при температуре 1500 ?

9. Работа выхода электронов из кадмия равна 2,08 эВ. Какой должна быть длина волны излучения, падающего на кадмий, чтобы при фотоэффекте максимальная скорость фотоэлектронов была равна 4∙106м/с?

10.

В изображенной на рисунке схеме R1=6 Ом, R2=2 Ом, R3=4 Ом, э.д.с. источника E=3 В, его внутреннее сопротивление r=3 Ом. Найти общую силу тока


 

Вариант 7

1. Время разгона автомобиля до скорости 170 км/ч составляет 17 секунд. Каково при этом среднее ускорение автомобиля?

2. Каково центростремительное ускорение автомобиля, совершающего поворот по дороге с радиусом кривизны 18 м на скорости 30 км/ч?

3. В баллоне вместимостью 80 л при температуре 12°С под давлением 12 ата хранится метан. Сколько весит содержимое баллона?

4. В некотором двигателе внутреннего сгорания температура горящей рабочей смеси достигает 400° С, а температура продуктов сгорания в выхлопной трубе равна 250° С. Каков максимально возможный к.п.д. этого двигателя?

5. Какова резонансная частота колебательного контура с индуктивностью L=20 мГн и емкостью С=10 мкФ?

6. Сопротивление куска медной проволоки при 50° С равно 30 Ом. Каково будет сопротивление того же куска при 150° С?

7. По прямому отрезку провода длиной 0,6 м течет ток 7 А. Какая сила действует на провод в магнитном поле с индукцией 0,002 Тл, если направление вектора индукции составляет с проводом угол 30 градусов?

8. Какова мощность теплового излучения никелевой пластинки площадью 8 см2при температуре 1500 ?

9. Работа выхода электронов из кадмия равна 2,08 эВ. Какой должна быть длина волны излучения, падающего на кадмий, чтобы при фотоэффекте максимальная скорость фотоэлектронов была равна 5∙106м/с?

 

10.

В изображенной на рисунке схеме R1=7 Ом, R2=2 Ом, R3=3Ом, э.д.с. источника E=3 В, его внутреннее сопротивление r=2Ом. Найти общую силу тока

 

Вариант 8

1. Время разгона автомобиля до скорости 180 км/ч составляет 18 секунд. Каково при этом среднее ускорение автомобиля?

2. Каково центростремительное ускорение автомобиля, совершающего поворот по дороге с радиусом кривизны 7 м на скорости 25 км/ч?

3. В баллоне вместимостью 6 л при температуре 29°С под давлением 30 ата хранится неон. Сколько весит содержимое баллона?

4. В некотором двигателе внутреннего сгорания температура горящей рабочей смеси достигает 450° С, а температура продуктов сгорания в выхлопной трубе равна 250° С. Каков максимально возможный к.п.д. этого двигателя?

5. Какова резонансная частота колебательного контура с индуктивностью L=20 мГн и емкостью С=30 мкФ?

6. Сопротивление куска медной проволоки при 30° С равно 50 Ом. Каково будет сопротивление того же куска при 140° С?

7. По прямому отрезку провода длиной 0,9 м течет ток 4 А. Какая сила действует на провод в магнитном поле с индукцией 0,02 Тл, если направление вектора индукции составляет с проводом угол 45 градусов?

8. Какова мощность теплового излучения серебряной пластинки площадью 40см2 при температуре 1300 ?

9. Определить максимальную скорость вылета фотоэлектронов из калия, работа выхода электронов которого равна 2,26 эВ, при освещении его ультрафиолетовым излучением с длиной волны 300нм

10.

В изображенной на рисунке 1 схеме R1=6 Ом, R2=2 Ом, R3=4 Ом, э.д.с. источника E=3 В, его внутреннее сопротивление r=2 Ом. Найти общую силу тока

 

Вариант 9

1. Время разгона автомобиля до скорости 190 км/ч составляет 19 секунд. Каково при этом среднее ускорение автомобиля?

2. Какова кинетическая энергия разогнавшегося автомобиля из задачи 1? Масса автомобиля равна 2000 кг.

3. В баллоне вместимостью 71 л при температуре 7°С под давлением 25 ата хранится ксенон. Сколько весит содержимое баллона?

4. В некотором двигателе внутреннего сгорания температура горящей рабочей смеси достигает 550° С, а температура продуктов сгорания в выхлопной трубе равна 200° С. Каков максимально возможный к.п.д. этого двигателя?

5. Какова резонансная частота колебательного контура с индуктивностью L=30 мГн и емкостью С=40 мкФ?

6. Сопротивление куска железной проволоки при 20° С равно 40 Ом. Каково будет сопротивление того же куска при 150° С?

7. По прямому отрезку провода длиной 0,4 м течет ток 9 А. Какая сила действует на провод в магнитном поле с индукцией 0,003 Тл, если направление вектора индукции составляет с проводом угол 60 градусов?

8. Какова мощность теплового излучения платиновой пластинки площадь 32 см2

при температуре 1500 ?

9. Определить максимальную скорость вылета фотоэлектронов из калия, работа выхода электронов которого равна 3,26 эВ, при освещении его ультрафиолетовым излучением с длиной волны 200нм

10.

В изображенной на рисунке схеме R1=5 Ом, R2=3 Ом, R3=3 Ом, э.д.с. источника E=4 В, его внутреннее сопротивление r=2 Ом. Найти общую силу тока

 

 

Вариант 10

1. Время разгона автомобиля до скорости 200 км/ч составляет 20 секунд. Каково при этом среднее ускорение автомобиля?

2.. Каково центростремительное ускорение автомобиля, совершающего поворот по дороге с радиусом кривизны 6 м на скорости 15 км/ч?

3. В баллоне вместимостью 44 л при температуре 17°С под давлением 7 ата хранится хлористый водород. Сколько весит содержимое баллона?

4. В некотором двигателе внутреннего сгорания температура горящей рабочей смеси достигает 550° С, а температура продуктов сгорания в выхлопной трубе равна 100° С. Каков максимально возможный к.п.д. этого двигателя?

5. Какова резонансная частота колебательного контура с индуктивностью L=40 мГн и емкостью С=50 мкФ?

6. По прямому отрезку провода длиной 0,6 м течет ток 7 А. Какая сила действует на провод в магнитном поле с индукцией 0,001 Тл, если направление вектора индукции составляет с проводом угол 30 градусов?

7. Сопротивление куска железной проволоки при 40° С равно 60 Ом. Каково будет сопротивление того же куска при 120° С?

 

8.. Какова мощность теплового излучения угольной пластинки площадью 17 см2 при температуре 1300 ?

9. Определить максимальную скорость вылета фотоэлектронов из калия, работа выхода электронов которого равна 2,26 эВ, при освещении его ультрафиолетовым излучением с длиной волны 100нм

10.

В изображенной на рисунке схеме R1=7 Ом, R2=3 Ом, R3=4 Ом, э.д.с. источника E=1 В, его внутреннее сопротивление r=5 Ом. Найти общую силу тока

 

Справочные материалы



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-03-02 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: