КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3

301. В вакууме распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности магнитного поля волны 0,1 А/м. Определить амплитуду напряженности электрического поля волны и среднюю по времени плотность энергии волны.

302. В однородной и изотропной среде распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности электрического поля волны 50 В/м. Найти амплитуду напряженности магнитного поля и фазовую скорость волны.

303. Уравнение плоской электромагнитной волны, распространяющейся в среде с , имеет вид: . Определить диэлектрическую проницаемость среды и длину волны.

304. В вакууме распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности электрического поля волны 100 В/м. Какую энергию переносит эта волна через площадку 50 см² , расположенную перпендикулярно направлению распространения волны, за время t = 1 мин. Период волны Т<<t.

305. В среде распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности магнитного поля волны 0,5 А/м. На ее пути перпендикулярно направлению распространения расположена поглощающая поверхность, имеющая форму круга радиусом 0,1 м. Чему равна энергия поглощения этой поверхностью за время t = 30 с? Период волны Т<<t.

306. Уравнение плоской волны, распространяющейся в упругой среде, имеет вид . Определить длину волны, скорость ее распространения и частоту колебаний,

307. Колеблющиеся точки удалены от источника колебаний на расстояние 0,5 и 1,77 м в направлении распространения волны. Разность фаз их колебаний равна 3π/4. Частота колебании источника 100 с^-1. Определить длину волны и скорость ее распространения.

308. Чему равна разность фаз колебаний двух точек, если они удалены друг от друга на расстояние 3 м и лежат на прямой, перпендикулярной фронту волны. Скорость распространения волны 600 м/с, а период колебаний 0,02 с.

309. Определить длину звуковой волны в воздухе при температуре 20°С, если частота колебаний 700 Гц.

310. Найти скорость распространения звука в двухатомном газе, если известно, что плотность этого газа при давлении 10⁵ Па равна 1,29 кг/м³.

311. Расстояние между двумя когерентными источниками 0,9 мм, а расстояние от источников до экрана 1,5 м. Источники испускают монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. Определить число интерференционных полос, приходящихся на 1 см экрана.

312. В опыте Юнга одна из щелей перекрывалась прозрачной пластинкой толщиной 11 мкм, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое десятой светлой полосой. Найти показатель преломления пластины, если длина волны света равна 0,55 мкм.

313. На мыльную пленку падает белый свет под углом 45°. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в зеленый цвет (λ=0,54 мкм)? Показатель преломления мыльной воды 1,33.

314. На пленку из глицерина толщиной 0,25 мкм падает белый свет. Каким будет казаться цвет пленки в отраженном свете, если угол падения лучей равен 60°?

315. Для устранения отражения света на поверхность стеклянной линзы наносится пленка вещества с показателем преломления 1,3 меньшим, чем у стекла. При какой наименьшей толщине этой пленки отражение света с длиной волны 0,48 мкм не будет наблюдаться, если угол падения лучей 30°?

316. На тонкий стеклянный клин падает нормально свет с длиной волны 0,72 мкм. Расстояние между соседними интерференционными полосами в отраженном свете равно 0,8 мм. Показатель преломления стекла 1,5. Определить угол между поверхностями клина.

317. На тонкий стеклянный клин падает нормально монохроматический свет. Наименьшая толщина клина, с которой видны интерференционные полосы в отраженном свете, равна 0,12 мкм. Расстояние между полосами 0,6 мм. Найти угол между поверхностями клина и длину волны света, если показатель преломления стекла 1,5.

318. Кольца Ньютона образуются между плоским стеклом и линзой с радиусом кривизны 10 м. Монохроматический свет падает нормально. Диаметр третьего светлого кольца в отраженном свете равен 8 мм. Найти длину волны падающего света.

319. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим нормально. Длина волны света 0,5 мкм. Найти радиус кривизны линзы, если диаметр четвертого темного кольца в отраженном свете равен 8 мм.

320. В установке для наблюдения колец Ньютона пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено жидкостью. Определить показатель преломления жидкости, если диаметр второго светлого кольца в отраженном свете равен 5 мм. Свет с длиной волны 0,615 мкм падает нормально. Радиус кривизны линзы 9 м.

321. Под каким углом к горизонту должно находиться Солнце, чтобы его лучи, отраженные от поверхности воды, были максимально поляризованы?

322.Естественный свет падает на кристалл алмаза под углом полной поляризации. Найти угол преломления света.

323. Естественный свет падает на поверхность диэлектрика под углом полной поляризации. Коэффициент отражения света равен 0,085. Найти степень поляризации преломленного луча.

324. Естественный свет падает на поверхность диэлектрика под углом полной поляризации. Коэффициент пропускания света равен 0,92. Найти степень поляризации преломленного луча.

325. Естественный свет падает на поверхность диэлектрика под углом полной поляризации. Степень поляризации преломленного луча составляет 0,09. Найти коэффициент отражения света.

326. Естественный свет проходит через два поляризатора, угол между главными плоскостями которых равен 30°. Во сколько раз уменьшится интенсивность света после прохождения этой системы? Считать, что каждый поляризатор отражает и поглощает 10% падающего на них света.

327. Чему равен угол между главными плоскостями двух поляризаторов, если интенсивность света, прошедшего через них, уменьшилась в 5,3 раза? Считать, что каждый поляризатор отражает и поглощает 13% падающего на них света.

328. Естественный свет проходит через два поляризатора, угол между главными плоскостями которых 30°. Во сколько раз изменится интенсивность света, прошедшего эту систему, если угол между плоскостями поляризаторов увеличить в два раза?

329. Кварцевую пластинку толщиной 3 мм, вырезанную перпендикулярно оптической оси, поместили между двумя поляризаторами. Определить постоянную вращения кварца для красного света, если его интенсивность после прохождения этой системы максимальна, когда угол между главными плоскостями поляризаторов 45°.

330. Раствор сахара с концентрацией 0,25 г/см³ толщиной 18 см поворачивает плоскость поляризации монохроматического света на угол 30°. Другой раствор толщиной 16 см поворачивает плоскость поляризации этого же света на угол 24°. Определить концентрацию сахара во втором растворе.

331. Определить длину волны, отвечающую максимуму испускательной способности черного тела при температуре 37 °С и энергетическую светимость тела.

332. Максимум испускательной способности Солнца приходится на длину волны 0,5 мкм. Считая, что Солнце излучает как черное тело, определить температуру его поверхности и мощность излучения.

333. Считая, что Солнце излучает как черное тело, определить интенсивность солнечного излучения вблизи Земли. Температуру поверхности Солнца принять равной 5780 К.

334. Считая, что Солнце излучает как черное тело, вычислить насколько уменьшается масса Солнца за год вследствие излучения и сколько это составляет процентов. Температуру поверхности Солнца принять равной 5780 К.

335. Вычислить температуру поверхности Земли, считая ее постоянной, в предположении, что Земля как черное тело излучает столько энергии, сколько получает от Солнца. Интенсивность солнечного излучения вблизи Земли принять равной 1,37 кВт/м².

336. Определить давление солнечных лучей нормально падающих на зеркальную поверхность. Интенсивность солнечного излучения принять равной 1,37 кВт/м².

337. Плотность потока энергии в импульсе излучения лазера может достигать значения 10 Вт/м². Определить давление такого излучения нормально падающего на черную поверхность.

338. Свет с длиной волны 0,5 мкм нормально падает на зеркальную поверхность и производит на нее давление 4 мкПа. Определить число фотонов, ежесекундно падающих на 1 см² этой поверхности.

339. Давление света с длиной волны 0,6 мкм, падающего нормально на черную поверхность, равно 1 мкПа. Определить число фотонов, падающих за секунду на 1 см² этой поверхности.

340. Давление света, нормально падающего на поверхность, равно 2 мкПа. Определить концентрацию фотонов вблизи поверхности, если длина волны света равна 0,45 мкм, а коэффициент отражения 0,5.

341. Определить максимальную скорость фотоэлектронов, вылетающих из вольфрамового электрода, освещаемого ультрафиолетовым светом с длиной волны 0,2 мкм.

342. Катод вакуумного фотоэлемента освещается светом с длиной волны 0,38 мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов равной 1,4 В. Найти работу выхода электронов из катода.

343. Цинковый электрод освещается монохроматическим светом. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,4 В. Вычислить длину волны света, применявшегося при освещении.

344. Красной границе фотоэффекта соответствует длина волны 0,332 мкм. Найти длину монохроматической световой волны, падающей на электрод, если фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов равной 0,4 В.

345. Найти величину задерживающей разности потенциалов для фотоэлектронов, испускаемых при освещении цезиевого электрода ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 0,3 мкм.

346. В результате комптоновского рассеяния на свободном электроне длина волны гамма-фотона увеличилась в два раза. Найти кинетическую энергию и импульс электрона отдачи, если угол рассеяния фотона равен 60°. До столкновения электрон покоился.

347. В результате комптоновского рассеяния на свободном электроне энергия гамма-фотона уменьшилась в три раза. Угол рассеяния фотона равен 60°. Найти кинетическую энергию и импульс электрона отдачи. До столкновения электрон покоился.

348. Гамма-фотон с энергией 1,02 МэВ в результате комптоновского рассеяния на свободном электроне отклонился от первоначального направления на угол 90°. Определить кинетическую энергию и импульс электрона отдачи. До столкновения электрон покоился.

349. Гамма-фотон с длиной волны 2,43 пм испытал комптоновское рассеяние на свободном электроне строго назад. Определить кинетическую энергию и импульс электрона отдачи. До столкновения электрон покоился.

350. Первоначально покоившийся свободный электрон в результате комптоновского рассеяния на нем гамма-фотона с энергией 0,51 МэВ приобрел кинетическую энергию 0,06 МэВ. Чему равен угол рассеяния фотона?

351. Среднее расстояние электрона от ядра в невозбужденном атоме водорода равно 52,9 пм. Вычислить минимальную неопределенность скорости электрона в атоме.

352. Используя соотношение неопределенностей, показать, что в ядре не могут находиться электроны. Линейные размеры ядра принять равными 5,8∙10^{-15 м.}

353. Чему равна минимальная неопределенность координаты покоящегося электрона?

354. Вычислить минимальную неопределенность координаты покоящегося протона?

355. Кинетическая энергия протона равна его энергии покоя. Чему равна при этом минимальная неопределенность координаты протона?

356. Масса движущегося электрона в два раза больше его массы покоя. Вычислить минимальную неопределенность координаты электрона.

357. Чему равна минимальная неопределенность координаты фотона, соответствующего видимому излучению с длиной волны 0,55 мкм.

358. Среднее время жизни эта-мезона составляет 2,4×10^-19 с, а его энергия покоя равна 549 МэВ. Вычислить минимальную неопределенность массы частицы.

359. Среднее время жизни возбужденного состояния атома равно 12 нс. Вычислить минимальную неопределенность длины волны λ=0,12 мкм излучения при переходе атома в основное состояние.

360. Естественная ширина спектральной линии λ=0,55 мкм, соответствующей переходу атома в основное состояние, равна 0,01 пм. Определить среднее время жизни возбужденного состояния атома.

361. Альфа-частица находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме. Чему равна ширина ямы, если минимальная энергия частицы составляет 6 МэВ.

362. Электрон находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной 0,1 пм. Вычислить длину волны излучения при переходе электрона со второго на первый энергетический уровень.

363. Протон находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной 0,01 пм. Вычислить длину волны излучения при переходе протона с третьего на второй энергетический уровень.

364. Атом водорода находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной 0,1 м. Вычислить разность энергий соседних уровней, соответствующих средней энергии теплового движения атома при температуре 300 К.

365. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной l в основном состоянии. В каких точках ямы плотность вероятности обнаружения частицы совпадает с классической плотностью вероятности.

366. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной l в основном состоянии. Чему равно отношение плотности вероятности обнаружения частицы в центре ямы к классической плотности вероятности.

367. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной l в первом возбужденном состоянии. В каких точках ямы плотность вероятности обнаружения частицы максимальна, а в каких минимальна.

368. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной l на втором энергетическом уровне. Определить вероятность обнаружения частицы в пределах от 0 до l/3.

369. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной l в основном состоянии. Найти отношение вероятностей нахождения частицы в пределах от 0 до l/3 и от l/3 до 2l/3.

370. Частица находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме шириной l. Вычислить отношение вероятностей нахождения частицы в пределах от 0 до l/4 для первого и второго энергетических уровней.

371. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи дейтерия.

372. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи альфа-частицы.

373. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра .

374. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра .

375. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра .

376. Вследствие радиоактивного распада превращается в . Сколько альфа- и бета-превращений он при этом испытывает?

377. За какое время распадается 87,5% атомов ?

378. Какая доля первоначального количества радиоактивного изотопа распадается за время жизни этого изотопа?

379. Сколько атомов распадается за сутки в 1 г этого изотопа?

380. Найти период полураспада радиоактивного препарата, если за сутки его активность уменьшается в три раза.

381. Вычислить толщину слоя половинного поглощения свинца для гамма-лучей, длина волны которых равна 0,775 нм.

382. Чему равна энергия гамма-фотонов, если при прохождении через слой железа толщиной 3 см интенсивность излучения ослабляется в три раза.

383. Во сколько раз изменится интенсивность излучения гамма-фотонов с энергией 2 МэВ при прохождении экрана, состоящего из двух плит: свинцовой толщиной 2 см и алюминиевой толщиной 5 см?

384. Рассчитать толщину защитного свинцового слоя, который ослабляет интенсивность излучения гамма-фотонов с энергией 2 МэВ в 5 раз.

385. Определить пороговую энергию образования электронно-позитронной пары в кулоновском поле электрона, которая происходит по схеме: γ+ е^-→ е^- + е⁺ + е^-.

386. Определить максимальную кинетическую энергию электрона, испускаемого при распаде нейтрона. Написать схему распада.

387. Вычислить энергию ядерной реакции: .

388. Вычислить энергию ядерной реакции: .

389. Вычислить энергию ядерной реакции: .

390. Вычислить энергию ядерной реакции: .

391. Молибден имеет объемоцентрированную кубическую решетку. Вычислить плотность молибдена и расстояние между ближайшими соседними атомами, если параметр решетки равен 0,315 нм.

392. Железо имеет объемоцентрированную кубическую решетку. Вычислить параметр решетки и расстояние между ближайшими соседними атомами. Плотность железа равна 7,87 г/см³.

393. Определить максимальную энергию фонона в кристалле, дебаевская температура которого равна 200 К. Какое количество фононов с максимальной энергией возбуждается в среднем при температуре 300 К.

394. Найти отношение среднего числа фононов в кристалле, имеющих энергию в два раза меньшую максимальной, к среднему числу фононов с максимальной энергией при температуре 300 К. Дебаевская температура кристалла равна 150 К.

395. Вычислить молярные теплоемкости алмаза и цезия при температуре 200 К. Температура Дебая для алмаза и цезия соответственно равна 1860 К и 38 К.

396. Вычислить удельную теплоемкость рубидия при температурах 3 К и 300 К. Температура Дебая для рубидия 56 К.

397. Определить примесную электропроводность алмаза, содержащего бор с концентрацией 2×10²¹ м^-3 и мышьяк с концентрацией 1×10²¹ м^-3. Подвижность электронов и дырок для алмаза соответственно равна 0,18 и 0,12 м²/(В×с).

398. Определить примесную электропроводность алмаза, содержащего индий с концентрацией 5×10²¹ м^-3 и сурьму с концентрацией 2×10²¹ м^-3. Подвижность электронов и дырок для алмаза соответственно равна 0,18 и 0,12 м²/(В×с).

399. Определить примесную электропроводность германия, содержащего индий с концентрацией 1×10²² м^-3 и мышьяк с концентрацией 6×10²¹ м^-3. Подвижность электронов и дырок для германия соответственно равна 0,45 и 0,35 м²/(В×с).

400. Определить примесную электропроводность кремния, содержащего бор с концентрацией 2×10²² м^-3 и сурьму с концентрацией 3×10²¹ м^-3. Подвижность электронов и дырок для кремния соответственно равна 0,13 и 0,05 м²/(В×с).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сивухин, Д. В. Механика: учеб. пособие / Д. В. Сивухин. – М.: ФИЗМАТЛИТ МФТИ, 2002. – 560, [1]с.

2. Сивухин, Д. В. Термодинамика и молекулярная физика: учеб. пособие / Д. В. Сивухин. – М.: ФИЗМАТЛИТ МФТИ, 2002. – 575, [1]с.

3. Сивухин, Д. В. Электричество: учеб. пособие / Д. В. Сивухин. – М.: ФИЗМАТЛИТ МФТИ, 2002. – 654, [1]с.

4. Сивухин, Д. В. Оптика: учеб. пособие / Д. В. Сивухин. – М.: ФИЗМАТЛИТ МФТИ, 2002. – 791, [1]с.

5. Сивухин, Д. В. Атомная и ядерная физика: учеб. пособие / Д. В. Сивухин. – М.: ФИЗМАТЛИТ МФТИ, 2002. – 782, [1]с.

6. Детлаф, А. А. Курс физики: учеб. пособие /А. А. Детлаф, Б. М. Яворский; М.: Высшая школа, 1989. – 607 с.

7. Дмитриева, В. Ф. Основы физики: учеб. пособие / В. Ф. Дмитриева, В. П. Прокофьев; М.: Высшая школа, 2001. – 527 с.

8. Трофимова, Т. И. Курс физики: учеб. пособие / Т. И. Трофимова. - М.: Высшая школа, 1990. – 487 [1] с.

9. Чертов, А. Г. Задачник по физике: учеб. пособие / А. Г. Чертов, А. А. Воробьев, М.: ИНТЕГРАЛ-ПРЕСС, 1997. – 544 с.

10. Иродов, И. Е. Задачник по общей физике / И. Е. Иродов. – Москва – Санкт-Петербург: ФИЗМАТЛИТ, Невский диалект, Лаборатория Базовых Знаний, 2001, - 432, [1] с.

11. Трофимова, Т. И. Сборник задач по курсу физики: учеб. пособие / Т. И. Трофимова. - М.: Мир и образование,Оникс 21 век, 2003. – 384 [1] с.

12. Волькенштейн, В. С. Задачник по общему курсу физики: учеб. пособие / В. С. Волькенштейн. – М.: Наука, 1985. – 346, [1] с.

Учебное издание

Овчинников Александр Иванович

Коновалова Елена Владимировна