Основной

1. Савельев И.В. Курс общей физики. М.: Наука, 1988. Т.2, 3.

2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. М.: Наука, 1980. Т.3, 4.

3. Детлаф А.А., Яворский Б.М., Милковская Л.Б. Курс физики. М.: Высшая школа, 1983. Т. 3. 478 с.

4. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1995. 472 с.

5. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. М.: Высшая школа, 1986. 496 с.

6. Воробьёв А.А. и др. Физика. Методические указания и контрольные задания/ Под ред. А.Г. Чертова. М.: Высшая школа, 1987. 208 с.

7. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. М.: Наука, 1988. 384 с.

8. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. М.: Наука, 1991. 370 с.

9. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики. М.: Высшая школа, 1991. 303 с.

Дополнительный

1. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. М.: Высшая школа, 1986. 208 с.

2. Епифанов Г.И., Мома Ю.А. Твердотельная электроника. М.: Высшая школа, 1986. 317 с.

3. Чертов А.Г. Единицы физических величин. М.: Высшая школа, 1977.

4. Диденко А.Я. , Филиппов В.П. Сборник задач по физике. Ч. 2. М.: ЦНИИатоминформ, 1992. 96 с.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ЗАКОНЫ, ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО РАЗДЕЛАМ

ОПТИКА

Скорость света в среде

v = c/n,

где с - скорость света в вакууме;

n - абсолютный показатель преломления среды.

Оптическая длина пути световой волны

L = nl,

где l - геометрическая длина пути световой волны в среде с абсолютнымпоказателем преломления n.

Оптическая разность хода двух световых волн

D= L₁ - L₂.

Зависимость разности фаз от оптической разности хода световых волн

Dj= 2p(D/l),

где l - длина световой волны.

Условие максимального усиления света при интерференции

D = +kl (k = 0, 1, 2, ...)

Условие максимального ослабления света

D= ±(2k+1)×l/2.

Оптическая разность хода световых волн, возникающая при отражении монохроматического света от тонкой пленки

, или D = 2d×n×cosi₂ ± l/2,

где d - толщина пленки;

n - показатель преломления пленки;

i₁ -угол падения;

i₂ - угол преломлениясвета в пленке.

Радиус светлых колец Ньютона в отраженном свете

, (k = 1, 2, 3,...),

где k - номер кольца;

R - радиус кривизны линзы.

Радиус тёмных колец Ньютона в отражённом свете

.

Угол j отклонения лучей при нормальном падении, соответствующий максимуму при дифракции на дифракционной решётке, определяется из условия

d×sinj = ± kl (k = 1, 2, 3...,k_max),

где d - период дифракционной решётки.

Разрешающая способность дифракционной решётки

R = l/Dl = k×N,

где Dl - наименьшая разность длин волн двух соседних спектральных линий (l и l + Dl), при которой эти линии могут быть видны раздельно в спектре, полученном посредством данной решётки;

N - полное число щелей решётки.

Формула Вульфа - Брэггов

2d×sinq = k×l ( k = 1, 2, 3..., k_max),

где q - угол скольжения (угол между направлением параллельного пучка рентгеновского излучения, падающего на поверхность кристалла, и атомной плоскостью в кристалле);

d - расстояние между атомными плоскостями .

Закон Брюстера

tgi_b = n₂₁,

где i_b - угол падения, при котором отразившийся от диэлектрика луч полностью поляризован;

n₂₁ - относительный показатель преломления второй среды относительно первой.

Закон Малюса

I = I₀cos²a,

где I₀ - интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор;

I - интенсивность света, прошедшего через анализатор;

a - угол между направлением колебаний электрического вектора света, падающего на анализатор, и плоскостью пропускания анализатора.

Степень поляризации света

,

где I_max и I_min - максимальная и минимальная интенсивности частично поляризованного света, пропускаемого анализатором.

Угол поворота плоскости поляризации монохроматического света при прохождении через оптически активное вещество:

а) j = a×d (в твёрдых телах),

где a- постоянная вращения;

d - длина пути, пройденного светом в оптически активном веществе;

б) j = [a]rd (в растворах),

где [a] - постоянная вращения; d - длина пути, пройденного светом в оптически активном веществе;

r- массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.

Релятивистская масса

Энергия релятивистской частицы

где E_o = m_oc² - энергия покоя частицы; b = v/c.

Полная энергия свободной частицы

E = E_o + T,

где T - кинетическая энергия релятивистской частицы.

Кинетическая энергия релятивистской частицы

E=(m - m₀)c² или

Импульс релятивистской частицы

Связь между полной энергией и импульсом релятивистской частицы

E² = E_o² + (pc)².

Эффект Доплера в релятивистском случае

n = n_o×(1 + bcosq)/(1 - b²)^1/2,

где n - частота света, воспринимаемого наблюдателем;

n_o - собственная частота излучения, испускаемого неподвижным источником;

b = v/c;

v - скорость источника излучения относительно наблюдателя, c - скорость света в вакууме;

q - угол между векторомv и направлением наблюдения, измеренный в системе отсчёта, связанной с наблюдателем.

При движении источника вдоль прямой, соединяющей наблюдателя и источник, возможны два случая:

а) источник удаляется от наблюдателя (q= 0): n = n_o[(1 + b)/(1 - b)]^1/2,

б) источник приближается к наблюдателю (q = p): n = n_o[(1 - b)/(1 + b)]^1/2.

Закон Стефана - Больцмана

R_e = s×T⁴,

где R_e - энергетическая светимость (излучательность) абсолютно чёрного тела;

s - постоянная Стефана - Больцмана;

T - термодинамическая температура.

Закон смещения Вина

l_m = b/T,

где l_m - длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергии излучения;

b - постоянная Вина.

Энергия фотона

e= hn или e = ħw,

где h - постоянная Планка;

n - частота фотона;

w - циклическая частота;

ħ = h/2p.

Масса фотона

m = e/c² = h/(cl),

где c - скорость света в вакууме; l - длина волны фотона.

Импульс фотона

p = mc = h/l.

Формула Эйнштейна для внешнего фотоэффекта

hn = A + T_max = ,

где hn - энергия фотона, падающего на поверхность металла;

A - работа выхода электрона;

T_max - максимальная кинетическая энергия электрона, покинувшего металл.

Красная граница фотоэффекта

n_o = A/h или l_o = hc/A,

где n_o - минимальная частота света, при которой ещё возможен фотоэффект;

l_o - максимальная длина волны, при которой ещё возможен фотоэффект;

h - постоянная Планка;

c - скорость света в вакууме.

Формула Комптона

или ,

где l - длина волны фотона, встретившегося со свободным или слабо связанным электроном;

l₂ - длина волны фотона, рассеянного на угол q после столкновения с электроном;

m_o - масса покоящегося электрона.

Давление света при нормальном падении на поверхность

p = E_e(1 + r)/c = w(1+ r),

где E_e - энергетическая освещённость (облучённость);

w - объёмная плотность энергии излучения;

r - коэффициент отражения.