Задачи для контрольной работы по физике 11 класс оптика 20 вариантов

Рассмотрим тему Задачи для контрольной работы по физике 11 класс оптика 20 вариантов из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Задачи для контрольной работы по физике 11 класс оптика 20 вариантов, узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной , не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое «правильное» решение и мы его скорее всего опубликуем .

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №1.
I 1. Солнечные лучи падают на поверхность воды при угловой высоте Солнца над горизонтом 30°. Определите угол их преломления в воде.
2. Энергия фотона равна 6,4•10-19 Дж. Определите массу фотона и частоту колебаний для этого излучения.
3. Определите, во сколько раз скорость света в воде (n =1,33) больше скорости света в стекле (n =1,5).

II 4. Столб вбит в дно реки так, что его часть длиной 1 м возвышается над водой. Найдите длину тени столба на поверхности воды и на дне реки, если угловая высота Солнца над горизонтом равна 30°, а глубина реки равна 2 м.
5. Для определения периода дифракционной решетки на неё направили световые лучи, у которых длина волны равна 760 нм. Каков период решетки, если на экране, отстоящем от решетки на 1 м, расстояние между максимумами первого порядка равно 15,2 см?
6. Какова максимальная скорость электронов, вырванных при облучении с поверхности платины светом, длина волны которого равна 100 нм? Работа выхода электронов из платины равна 5,3 эВ.

III 7. Светящийся предмет расположен на расстоянии 12,5 м от линзы, а его действительное изображение — расстоянии 85 см от нее. Рассчитайте, где получится изображение, если предмет придвинуть к линзе на 2,5 м
8. При освещении металлической пластинки монохроматическим светом запирающее напряжение равно 1,6 В. Если увеличить частоту падающего света в 2 раза, запирающее напряжение станет равным 5,1 В. Определите работу выхода электрона из этого металла.
9. Два когерентных источника света, находящиеся на расстоянии 2 мм друг от друга, излучают волны длиной 500 нм. Параллельно линии, соединяющей эти источники света, на расстоянии 2 м от них расположен экран. Что будет наблюдаться в средней точке экрана: свет или темнота?

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №2.
I 1. На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 40 см надо поместить предмет, чтобы получить действительное изображение на расстоянии 2 м от линзы?
2. Найдите предельный угол полного отражения для стекла на границе с водой.
3. Найдите энергию и импульс фотона, соответствующего рентгеновскому излучению с длиной волны 1,5•10-10 м.

II 4. Луч света падает на границу раздела двух сред под углом 32°. Абсолютный показатель преломления первой среды равен 2,4. Каков абсолютный показатель преломления второй среды, если известно, что преломленный луч перпендикулярен отраженному?
5. Рисунок на диапозитиве имеет высоту 2 см, а на экране — 80 см. Определите оптическую силу объектива, если расстояние от объектива до диапозитива равно 20,5 см.
6. Для полной задержки фотоэлектронов, выбитых излучением с длиной волны 210 нм из некоторого металла, требуется напряжение 2,7 В. Определите работу выхода электронов для этого вещества.

III 7. Преломляющий угол трехгранной призмы равен 600. Найдите угол падения луча света на одну из граней призмы, при котором выход луча из второй грани становится невозможным. Показатель преломления вещества призмы равен 1,4.
8. Для измерения постоянной Планка катод вакуумного фотоэлемента освещается монохроматическим светом. При излучении с длиной волны 620 нм ток фотоэлектронов прекратится, если в цепь между анодом и ка-тодом включить запирающее напряжение не меньше определенного значения. При увеличении длины волны на 25% запирающее напряжение оказывается на 0,4 В меньше. Рассчитайте по этим данным постоянную Планка.
9. Свет из проекционного фонаря, проходя через маленькое отверстие, закрытое синим стеклом, попадает на экран с двумя маленькими отверстиями, находящимися на расстоянии 1 мм друг от друга, и падает на другой экран, отстоящий от первого на расстоянии 1,7 м. Расстояние между интерференционными полосами на экране оказалось равным 0,8 мм. Рассчитайте длину световой волны.

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №3.
I 1. Определите массу фотона красного излучения, длина волны которого 720 нм.
2. Человек приближается к зеркалу со скоростью 1,5 м/с. С какой скоростью он приближается к своему изображению?
3. Разность хода лучей двух когерентных источников света с длиной волны 600 нм, сходящихся в некоторой точке, равна 1,5 мкм. Усиление или ослабление света будет наблюдаться в этой точке?

II 4. Рассчитайте, на какой угол отклонится луч света от своего первоначального направления при переходе из воздуха в стекло, если угол падения равен 25°.
5. Найдите наибольший порядок спектра красной линии лития с длиной волны 671 нм, если период дифракционной решётки 0,01 мм.
6. Свет частотой 1015 Гц падает перпендикулярно плоскому зеркалу. Определите изменение импульса фотонов при отражении.

III 7. Луч света падает на поверхность водоема, имеющего глубину 1,2 м, под углом 30°. На дне водоема лежит плоское зеркало. Рассчитайте, на каком расстоянии от места падения этот луч снова выйдет на поверхность воды после отражения от зеркала.
8. Длина волны жёлтого света паров натрия равна 589 нм. Третье дифракционное изображение щели при освещении решётки светом паров натрия оказалось расположенным от центрального изображения на расстоянии 16,5 см, а от решётки оно было на расстоянии 1,5 м. Каков период решётки?
9. При облучении фотоэлемента светом с частотой 750 ТГц напряжение оказалось равным 2 В, а при облучении светом с частотой 390 ТГц запирающее напряжение оказалось равным 0,5 В. Определите по этим данным постоянную Планка. е=1,6•10-19 Кл.

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №4.
I 1. Предмет помещён на расстоянии 30 см от плоского зеркала. Каким станет расстояние между предметом и изображением, если зеркало поместить в то место, где было изображение?
2. Определите массу и импульс фотона для излучения с длиной волны 1 мкм.
3. Назовите характерные черты явления дифракции света. При каких условиях отчётливо наблюдается это явление?

II 4. Монохроматический свет с длиной волны 500 нм падает перпендикулярно к плоскости дифракционной решетки, имеющей 500 штрихов на миллиметр. Найдите наибольший порядок максимума, который дает эта решетка.
5. Определите главное фокусное расстояние рассеивающей линзы, если известно, что изображение предмета, помещенного перед ней на расстоянии 50 см, получилось уменьшенным в 5 раз. Постройте изображение.
6. Лазер, работающий на длине волны 5•10-7 м, излучает пучок света мощностью 0,1 Вт. Какое число фотонов излучает лазер за 1 с?

III 7. Во сколько раз длина тени от вертикального шеста в воздухе больше длины тени того же шеста в воде при его полном погружении? Углы падения лучей в обоих случаях одинаковы. М
8. При интерференции света от двух S1 0
когерентных источников S1, и S2
монохроматического света (см. рис.), A O
у которого длина волны равна 600 нм,
расстояние на экране MN между двумя S2 0
соседними максимумами освещенности N
равно 1,2 мм. Рассчитайте расстояние
между источниками света, если ОА=2 м.
9.При облучении металла светом с частотой ? максимальная скорость фотоэлектронов оказывается равной v. Чему равна красная граница фотоэффекта для этого металла?

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №5.
I 1. Угол полного отражения при переходе луча из стекла в воздух равен 450. Каков показатель преломления стекла?
2. Определите длину волны света, энергия кванта которого равна
3,6•10-19 Дж.
3. Какие волны называют когерентными?

II 4. Разность хода лучей двух когерентных источников света с длиной волны 600 нм, сходящихся в некоторой точке, равна 1,5 мкм. Усиление или ослабление света будет наблюдаться в этой точке?
5. В дно пруда вертикально вбита свая высотой 2,5 м так, что она целиком находится под водой. Определите длину тени, отбрасываемой сваей на дно водоема, если угол падения лучей на поверхность воды равен 60°.
6. Произойдёт ли фотоэффект, если на поверхность вольфрамовой пластины падает синий свет (?=480 нм)? Работа выхода электронов из вольфрама равна 7,2•10-19 Дж.

III 7. На поверхности озера находится круглый плот, радиус которого равен 8 м. Глубина озера 2 м. Определите радиус полной тени от плота на дне озера при освещении воды рассеянным светом. Показатель преломления воды 4/3.
8. Два когерентных источника света с длиной волны 600 нм находятся на расстоянии 0,3 мм друг от друга и 2,4 м от экрана. Каково расстояние между соседними максимумами освещённости, полученными на экране?
9. Пластинка никеля освещена ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 2•10-7 м. Определите скорость фотоэлектронов, если работа выхода электронов из никеля равна 5 эВ.

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №6.
I 1. На стену комнаты наклеили отражающую плёнку, получилось плоское зеркало. По полу со скоростью v=0,5 м/с бежит таракан по прямой к зеркалу. С какой скоростью сближаются друг с другом таракан и его отражение?
2. Воздействуют ли световые пучки между собой при встрече?
3. Найдите энергию фотона для инфракрасных лучей (?=1012 Гц)
4. Определите период дифракционной решетки, если при ее освещении светом с длиной волны 656 нм второй спектр виден под углом 15°.
5. Какое увеличение можно получить при помощи проекционного фонаря, объектив которого имеет главное фокусное расстояние 40 см, если расстояние от объектива до экрана 10 м?
6. Кинетическая энергия электрона, вылетающего из цезия, равна 2 эВ. Какова длина волны света, вызывающего фотоэффект, если работа выхода равна 1,8 эВ?

III 7. Водолаз ростом 1,8 м, стоящий на горизонтальном дне озера глубиной 22 м, видит отраженные от воды предметы дна. Определите минимальное расстояние от водолаза до тех точек дна, которые он может увидеть в результате полного отражения.
8. Два когерентных источника света S1 и S2 S1 C S2
(см. рис.) испускают монохроматический 0 0
свет с длиной волны 600 нм.
Рассчитайте, на каком расстоянии от точки О
на экране будет первый максимум освещенности,
если ОС = 4 м и S1S2 = 1 мм.
A O B
9. Работа выхода электронов из цинка равна 4 эВ. Какова скорость фотоэлектронов при освещении цинковой пластины излучением с длиной волны 200 нм?

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №7.
I 1. Предельный угол полного отражения при переходе луча из стекла в воздух равен 340. Определите показатель преломления данного сорта стекла.
2. Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта, для натрия составляет 530 нм. Определите работу выхода электронов из натрия.
3. Две световые волны, налагаясь друг на друга в определённом участке пространства, взаимно погашаются. Означает ли это, что световая энергия превращается в другие формы?

II 4. Луч света падает под углом 30° на плоскопараллельную пластину и выходит из нее параллельно первоначальному лучу. Показатель преломления пластины равен 1,5. Какова толщина пластинки, если расстояние между лучами равно 1,94 см?
5. Период дифракционной решетки 1,5 мкм. Чему равен наибольший порядок максимума в дифракционном спектре при нормальном падении на решетку монохроматического излучения длиной 0,4 мкм?
6. Во сколько раз энергия фотона фиолетового излучения (?=400 нм) больше энергии фотона красного излучения (?=760 нм)?

III 7. Преломляющий угол призмы равен 45°. Луч света выходит из призмы под тем же углом, под каким он в нее входит. При этом луч отклоняется от первоначального направления на угол 25°. Определите показатель преломления материала призмы.
8. При нормальном падении на дифракционную решётку с периодом 1 мкм плоской монохроматической волны угол между максимумами первого порядка равен 600. Определите длину волны падающего света.
9. Подсчитать длину воны излучения в рентгеновской трубке, к которой приложено напряжение 50 кВ.

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №8.
I 1. Вычислите предельный угол полного внутреннего отражения для стекла (n=1,5) на границе с воздухом.
2. Найдите энергию и импульс фотона, соответствующего рентгеновскому излучению с длиной волны 1,5 • 1010 м.
3. Почему крылья стрекоз имеют радужную окраску?
II 4. Луч света падает на границу раздела двух сред под углом 32°. Абсолютный показатель преломления первой среды равен 2,4. Каков абсолютный показатель преломления второй среды, если известно, что преломленный луч перпендикулярен отраженному?
5. Монохроматический свет с длиной волны 546 нм падает перпендикулярно к плоскости дифракционной решетки. Под каким углом будет наблюдаться первый максимум, который дает эта решетка, если ее период равен 1 мкм?
6. Работа выхода электрона из цезия равна 3 • 10-19 Дж. Найдите длину волны падающего на поверхность цезия света, если скорость фотоэлектронов равна 0,6 • 106 м/с.

III 7. На стеклянную призму с преломляющим углом 40° падает луч света под углом 30°. Найдите угол смещения луча после его выхода из призмы.
8. При увеличении в 2 раза частоты падающего на металл света запирающее напряжение увеличилось в 4 раза. Определите красную границу фотоэффекта, если первоначальная длина волны падающего на металл света равна 400 нм.
9. Спектр получен с помощью дифракционной решётки с периодом 0,005 мм. Второе дифракционное изображение получено на расстоянии 7,3 см от центрального и на расстоянии 113 см от решётки. Определите длину световой волны.

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №9.
I 1. Красная граница фотоэффекта для вольфрама равна 2,76•10-7 м. Рассчитайте работу выхода электрона из вольфрама.
2. Найдите показатель преломления слюды, если при угле падения светового пучка 540, угол преломления равен 300.
3. Почему возникают радужные полосы в тонком слое керосина, плавающем на поверхности воды?

II 4. На плоскопараллельную пластинку, имеющую показатель преломления 1,57, падает луч света под углом 40°. Проходя через пластинку, он смещается на 3 см. Определите толщину пластинки.
5. Разность хода между световыми волнами от двух когерентных источников в воздухе 10 мкм. Найдите разность хода между этими же световыми волнами в стекле.
6. Красная граница фотоэффекта для вольфрама равна 275 нм. Найдите значение запирающего напряжения, если вольфрам освещается светом с длиной волны 175 нм.

III 7. На поверхности водоема глубиной 4,5 м находится круглый плот, радиус которого равен 6,5 м. Над центром плота на некоторой высоте расположен точечный источник света. Найдите максимальный радиус теневого круга на горизонтальном дне водоема при освещении воды рас-сеянным светом.
8. Для измерения постоянной Планка катод вакуумного фотоэлемента освещается монохроматическим светом с длиной волны 620 нм. При увеличении длины волны на 25% значение запирающего напряжения необходимо уменьшить на 0,4 В. Определите по этим данным посто-янную Планка.

9. Длина волны красного света паров калия 768 нм. Расстояние от середины центрального изображения щели решётки до первого дифракционного изображения 13 см, от решётки до изображения 200 см. Найдите период решётки.

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №10.
I 1. Угол падения светового луча на плоское зеркало уменьшается на 150. Как изменится угол между падающим и отражённым лучами?
2. Определите энергию, массу и импульс фотона для инфракрасных лучей (v=1012 Гц).
3. Могут ли интерферировать световые волны, идущие от двух электрических ламп?
II 4. Рассчитайте, на какой угол отклонится луч света от своего первоначального направления при переходе из воздуха в стекло, если угол падения равен 25°.
5. Дифракционная решетка имеет 100 штрихов на каждый миллиметр длины. Рассчитайте длину волны монохроматического света, падающего перпендикулярно на дифракционную решетку, если угол между двумя максимумами первого порядка равен 10°.
6. Рассчитайте длину световой волны, которую следует направить на поверхность цезия, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была 2•106 м/с. Красная граница фотоэффекта для цезия равна 690 нм.

III 7. На оптической скамье расположены две собирающие линзы с фокусным расстоянием 12 см и 15 см. Расстояние между линзами 36 см. Предмет находится на расстоянии 48 см от первой линзы. На каком расстоянии от второй линзы находится изображение предмета?
8. Найдите КПД рентгеновской трубки, работающей под напряжением 50 кВ и потребляющей ток 2 мА. Трубка излучает 5 • 1013 фотонов в секунду. Длина волны излучения равна 0,1 нм.
9. Два источника света S1 и S2 S1* *S2 •А
Излучают волны длиной 2 м с постоянной
Во времени разностью фаз, равной ? радиан. Максимальной или минимальной будет амплитуда суммарных колебаний в точке А, удалённой от первого источника на 14 м, а от второго – на 12 м (см. рис.)

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №11.
I 1. Световой пучок переходит из воздуха в воду. Угол падения 760, угол преломления 470. Определите скорость света в воде.
2. Какова красная граница фотоэффекта для золота, если работа выхода электрона равна 4,59 эВ?
3. В чём состоит явление дисперсии света?
II 4. Рисунок на диапозитиве имеет высоту 2 см, а на экране — 80 см. Определите оптическую силу объектива, если расстояние от объектива до диапозитива равно 20,5 см.
5. Найдите наибольший порядок спектра для желтой линии натрия с длиной волны 589 нм, если период дифракционной решетки 2 мкм.
6. Для полной задержки фотоэлектронов, выбитых из некоторого металла излучением с длиной волны 210 нм, требуется напряжение 2,7 В. Определите работу выхода электронов для этого вещества.

III 7. В сосуде с сероуглеродом на глубине 20 см от поверхности расположен точечный источник света. Вычислите площадь круга на поверхности жидкости, в пределах которого возможен выход лучей в воздух. Показатель преломления сероуглерода равен 1,6.
8. При освещении металлической пластинки монохроматическим светом запирающее напряжение равно 1,6 В. Если увеличить частоту падающего света в 2 раза, запирающее напряжение станет равным 5,1 В. Определите работу выхода электрона из этого металла.
9. Сколько штрихов на 1 мм должна иметь дифракционная решётка для исследования спектров ультрафиолетового излучения длиной волны 0,4 мкм?

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №12.
I 1. В некоторую точку пространства приходят когерентные волны с разностью хода 3,5 мкм, длина волны которых в вакууме 700 нм. Определите, усиление или ослабление света будет наблюдаться в этой точке.
2. Какова наибольшая длина волны света, при которой еще наблюдается фотоэффект, если работа выхода из металла 3,3 • 10 -19 Дж?
3. Определите предельный угол полного внутреннего отражения при переходе лучей из алмаза в воздух. Показатель преломления алмаза n=2,4.

II 4. Объектив фотоаппарата имеет оптическую силу 5 дптр. С какого расстояния сфотографирован дом высотой 6 м, если на снимке он имеет высоту 12 мм?
5. Дифракционная решетка, постоянная которой равна 0,004 мм, освещается светом с длиной волны 687 нм, падающим перпендикулярно решетке. Под каким углом к решетке нужно производить наблюдение, чтобы видеть изображение спектра второго порядка?
6. До какого максимального потенциала зарядится металлический шарик, удаленный от других тел, если он облучается монохроматическим излучением, длина волны которого 200 нм? Работа выхода электрона с поверхности шарика равна 4,5 эВ.

III 7. Рассчитайте истинную глубину реки, если при рассматривании по вертикали кажется, что камень, лежащий на ее дне, находится на расстоянии 1,5 м.
8. Источник света мощностью 40 Вт испускает 5,6 • 1017 фотонов в 1 с. Какова длина волны излучения, если световая отдача источника составляет 5%?
9. Два когерентных источника света S1 S2
S1 и S2 с длиной волны 0,5 мкм находятся 0 0
На расстоянии 2 мм (см. рис.). Экран
расположен на расстоянии 2 м от S1.
Что будет наблюдаться в точке А экрана
— усиление или ослабление света? А

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №13.
I 1. Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см. Предмет помещен на расстоянии 60 см от линзы. На каком расстоянии от линзы получится изображение?
2. Энергия фотона равна 6,4 • 10-19 Дж. Определите частоту колебаний для этого излучения и массу фотона.
3. Находясь в воде, аквалангист установил, что направление на солнце составляет с вертикалью 28°. Когда он вынырнул из воды, то увидел, что солнце стоит ниже над горизонтом. Рассчитайте, на какой угол изменилось направление на солнце для аквалангиста.

II 4. Находясь в воде, водолаз видит Солнце под углом 45° к горизонту. Какова высота Солнца над горизонтом для наблюдателя, находящегося на поверхности воды?
5. Разность хода между волнами от двух когерентных источников в воздухе 2 мкм. Найдите разность хода между этими же волнами в воде.
6. Какова максимальная скорость электронов, вырванных с поверхности платины при облучении ее светом с длиной волны 100 нм? Работа выхода электронов из платины равна 5,3 эВ.

III 7. Точечный источник света расположен в воздухе над поверхностью воды. Наблюдателю, находящемуся в воде под источником света, расстояние от поверхности воды до источника кажется равным 2,5 м. Найдите истинное расстояние от источника света до поверхности воды.
8. При облучении ультрафиолетовыми лучами пластинки из никеля запирающее напряжение оказалось равным 3,7 В. При замене пластинки из никеля пластинкой из другого металла запирающее напряжение потребовалось увеличить до 6 В. Определите работу выхода электрона с поверхности этой пластинки. Работа выхода электронов из никеля равна 5 эВ.
9. Определить период решётки, если спектр второго порядка для зелёной линии ртути (?=5,4•10-7 м) наблюдается под углом 210. Сколько штрихов имеет решётка на 1 мм длины?

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №14.
I 1. Найдите длину волны света, энергия кванта которого равна 3,6•10 -19 Дж.
2. Водолаз определил, что угол преломления луча в воде равен 32°. Определите, под каким углом к поверхности воды падают лучи света.
3. Длина волны красного света, испускаемого парами кадмия, приблизительно равна 6,4•10-7 м. Какой частоте колебаний соответствует эта длина волны?

II 4. Луч света падает на плоскопараллельную стеклянную пластинку под углом 60°. Какова толщина пластинки, если при выходе из нее луч сместился на 20 мм?
5. Найдите длину волны монохроматического света, если при нормальном падении на дифракционную решетку разность хода волн, образующих максимум третьего порядка, равна 1,35 мкм.
6. Фотоэффект у данного металла начинается при частоте света 6 • 1014 Гц. Найдите частоту излучения, падающего на поверхность металла, если вылетающие с поверхности электроны полностью задерживаются разностью потенциалов 3 В.

III 7. Источник света находится на расстоянии 35 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 20 см. По другую сторону линзы на расстоянии 38 см расположена рассеивающая линза с фокусным расстоянием 12 см. Где будет находиться изображение источника?
8. Сколько фотонов видимого света испускает за 1 с электрическая лампочка мощностью 100 Вт, если средняя длина волны излучения 600 нм, а световая отдача лампы 3,3%?
9. Разность хода лучей от двух когерентных источников света с длиной волны 560 нм, сходящихся в некоторой точке, равна 1,75 мкм. Будет ли наблюдаться усиление или ослабление света в этой точке?

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №15.
I 1. Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта, для натрия составляет 530 нм. Определите работу выхода электронов из натрия.
2. Солнечные лучи падают на поверхность воды при угловой высоте солнца над горизонтом 30°. Определите угол их преломления в воде. Показатель преломления воды n=1,33.
3. Если в театре встать за колонной, то артиста не видно, а голос его слышен. Почему?

II 4. Определите главное фокусное расстояние рассеивающей линзы, если известно, что изображение предмета, помещенного перед ней на расстоянии 50 см, получилось уменьшенным в 5 раз.
5. Монохроматический свет с длиной волны 440 нм переходит из стекла в вакуум. Найдите, на сколько увеличивается в вакууме длина волны, если абсолютный показатель преломления стекла равен 1,5. С какой скоростью свет распространяется в стекле?
6. Какой длины волны следует направить лучи на поверхность цинка, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была 2000 км/с? Красная граница фотоэффекта для цинка равна 0,35 мкм.

III 7. Рассчитайте, на какой глубине под водой находится водолаз, если он видит отраженные от поверхности воды те части горизонтального дна, которые расположены от него на расстоянии 15 м и более. Рост водолаза равен 1,5 м.
8. При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на металл, запирающее напряжение увеличилось в 4 раза. Определите красную границу фотоэффекта, если первоначальная длина волны света, падающего на металл, равна 400 нм.
9. Два источника света S1 и S2 S1* *S2 •А
Излучают волны длиной 2,5 м с постоянной
Во времени разностью фаз, равной ?/2 радиан. Максимальной или минимальной будет амплитуда суммарных колебаний в точке А, удалённой от первого источника на 15 м, а от второго – на 10 м (см. рис.)

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №16.
I 1. Найдите длину волны света, энергия кванта которого равна 3,6•10 -19 Дж.
2. Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см. Предмет помещен на расстоянии 60 см от линзы. На каком расстоянии от линзы получится изображение?
3. Период дифракционной решетки 3 мкм. Найдите наибольший порядок спектра для желтого света (? = 580 нм).

II 4. Фокусное расстояние собирающей линзы равно 20 см. На каком расстоянии от линзы следует поместить предмет, чтобы его изображение было в натуральную величину?
5. На сколько изменится длина волны фиолетового излучения, частота которого равна 7,5•1014 Гц, при переходе его из воды в вакуум?
6. Два пучка жёлтого света (?=0,6 мкм) пересекаются. Что будет наблюдаться в точке пересечения, для которой разность хода волн равна 0,3 мм (максимум или минимум)?

III 7. Расстояние от освещенного предмета до экрана равно 1 м. Линза, помещенная между ними, дает четкое изображение предмета на экране при двух положениях, расстояние между которыми равно 20 см. Найдите фокусное расстояние линзы.
8. Найдите КПД рентгеновской трубки, работающей под напряжением 50 кВ и потребляющей силу тока 2 мА. Трубка излучает 5•1013 фотонов за время, равное 1 с. Длина волны излучения равна 0,1 нм.
9. Для определения длины световой волны применена дифракционная решётка с периодом 0,01 мм. Первое дифракционное изображение на экране получено на расстоянии 11,8 см от центрального и на расстоянии 2 м от решётки. Найти длину световой волны.

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №17.
I 1. Какова наибольшая длина волны света, при которой наблюдается фотоэффект, если работа выхода из металла равна 3,3*10-19 Дж?
2. Две когерентные световые волны приходят в некоторую точку пространства с разностью хода 2,25 мкм. Каков результат интерференции в этой точке, если свет зеленый (?= 500 нм)?
3. На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 40 см надо поместить предмет, чтобы получить действительное изображение на расстоянии 2 м от линзы?

II 4. Какое увеличение можно получить при помощи проекционного фонаря, объектив которого имеет главное фокусное расстояние 40 см, если расстояние от объектива до экрана равно 10 м?
5. Длина волны желтых лучей в воздухе равна 580 нм. Какова длина волны этих лучей в воде?
6. Найдите запирающее напряжение для электронов при освещении металла светом с длиной волны 330 нм, если красная граница фотоэффекта для металла 620 нм.

III 7. На оптической скамье расположены две собирающие линзы, фокусные расстояния которых соответственно равны 12 см и 15 см. Расстояние между линзами равно 36 см. Предмет находится на расстоянии 48 см от первой линзы. На каком расстоянии от второй линзы находится изображение предмета?
8. Источник света мощностью 40 Вт испускает 5,6•10 17 фотонов за время, равное 1 с. Какова длина волны излучения, если КПД источника составляет 5%?
9. При освещении дифракционной решётки светом с длиной волны 590 нм спектр третьего порядка виден под углом 10012’. Определить длину волны, для которой спектр второго порядка, полученный с той же дифракционной решёткой, будет виден под углом 6018’.

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №18.
I 1. Луч света падает на поверхность воды под углом 40°. Под каким углом луч должен упасть на поверхность стекла, чтобы угол преломления оказался таким же?
2. Определите энергию, массу и импульс фотона для инфракрасных лучей (?=1012Гц).
3. Две когерентные световые волны приходят в некоторую точку пространства с разностью хода 2,25 мкм. Каков результат интерференции в этой точке, если свет красный (? = 750 нм)?

II 4. На плоскопараллельную пластинку толщиной 10 см падает луч света под углом 40°. Проходя через пластинку, он смещается на 3 см. Определите показатель преломления вещества пластинки.
5. Монохроматический свет с длиной волны 546 нм падает перпендикулярно плоскости дифракционной решетки. Под каким углом будет наблюдаться первый максимум, который дает эта решетка, если ее период равен 10,92•10-7 м?
6. Рассчитайте длину световой волны, которую следует направить на поверхность цезия, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была равна 2•106 м/с. Красная граница фотоэффекта для цезия равна 690 нм.

III 7. Луч света падает на поверхность водоема, имеющего глубину 1,2 м, под углом 30°. На дне водоема лежит плоское зеркало. Рассчитайте, на каком расстоянии от места падения этот луч снова выйдет на поверхность воды после отражения от зеркала.
8. При облучении ультрафиолетовыми лучами пластинки из никеля запирающее напряжение оказалось равным 3,7 В. При замене пластинки из никеля пластинкой из другого металла запирающее напряжение потребовалось увеличить до 6 В. Определите работу выхода электрона с поверхности этой пластинки. Работа выхода электрона из никеля равна 5 эВ.
9. Длина волны равна 589 нм. Третье дифракционное изображение щели при освещении светом оказалось расположенным от центрального изображения на расстоянии 16,5 см, а от решётки оно было на расстоянии 1,5 м. Каков период решётки?

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №19.
I 1. Определите фокусное расстояние рассеивающей линзы, если предмет находится от линзы на расстоянии 15 см, а его изображение получается на расстоянии 6 см от линзы.
2. Какова красная граница фотоэффекта для золота, если работа выхода электрона равна 5,59 эВ?
3. На опыте было установлено, что показатель преломления воды для крайних красных лучей в спектре видимого света равен 1,329. Какова скорость распространения красных лучей в воде?

II 4. Находясь в воде, аквалангист установил, что направление на Солнце составляет с вертикалью 28°. Когда он вынырнул из воды, то увидел, что Солнце стоит ниже над горизонтом. Рассчитайте, на какой угол изме-нилось направление на Солнце для аквалангиста.
5. Чему равен абсолютный показатель преломления глицерина, если длина волны зеленого света в нем составляет 407 нм при энергии фотона 3,31•10-19 Дж?
6. Дифракционная решетка имеет 100 штрихов на каждый миллиметр длины. Рассчитайте длину волны монохроматического света, падающего перпендикулярно на дифракционную решетку, если угол между двумя максимумами первого порядка равен 8°.

III 7. В дно пруда вертикально вбита свая высотой 2,5 м так, что она целиком находится под водой. Определите длину тени, отбрасываемой сваей на дно водоема, если угол падения лучей на поверхность воды равен 60°.
8. До какого максимального потенциала зарядится металлический шарик, удаленный от других тел, если он облучается монохроматическим излучением, длина волны которого равна 200 нм? Работа выхода электрона с поверхности шарика равна 4,5 эВ.
9. Свет из проекционного фонаря, проходя через маленькое отверстие, закрытое синим стеклом, попадает на экран с двумя маленькими отверстиями, находящимися на расстоянии 1 мм друг от друга, и падает на другой экран, отстоящий от первого на расстоянии 1,7 м. Расстояние между интерференционными полосами на экране оказалось равным 0,8 мм. Рассчитайте длину световой волны

КР-1. ОПТИКА. 11 класс.
Вариант №20.
I 1. Водолаз определил, что угол преломления луча в воде равен 32°. Определите, под каким углом к поверхности воды падают лучи света.
2. Красная граница фотоэффекта для вольфрама равна 2,72•10-7 м. Рассчитайте работу выхода электрона из вольфрама.
3. В некоторую точку пространства приходят когерентные лучи, длина волны которых в вакууме равна 700 нм. Разность хода лучей равна 3,5 мкм. Определите, усиление или ослабление света будет наблюдаться в этой точке.

II 4. На воду налили слой масла, имеющего показатель преломления 1,6. Луч света падает на поверхность масла под углом 40°. Определите угол преломления луча в воде.
5. Монохроматический свет с длиной волны 500 нм падает перпендикулярно плоскости дифракционной решетки, имеющей 500 штрихов на каждый миллиметр. Найдите наибольший порядок максимума, который дает эта решетка.
6. Красная граница фотоэффекта для металла равна 620 нм. Найдите запирающее напряжение для электронов, если металл освещать светом длиной волны 330 нм.

III 7. На дне бассейна глубиной 180 см находится точечный источник света. На поверхности воды плавает круглый непрозрачный диск так, что его центр расположен над источником. Определите, при каком минимальном радиусе диска лучи света от источника не будут выходить из воды.
8. Сколько фотонов видимого света испускает за время, равное 1 с, электрическая лампочка мощностью 100 Вт, если средняя длина волны излучения равна 600 нм, а световая отдача лампы равна 3,3%?
9. Для определения периода дифракционной решетки на нее направили световые лучи с длиной волны 760 нм. Каков период решетки, если на экране, отстоящем от решетки на 1 м, расстояние между максимумами первого порядка равно 15,2 см?

xn—-ftbdmba1cp9d.xn--p1ai

/ Добродеев Колебания и оптика. Атом и атомное ядро 2011

Задачи для решения в классе и дома

19.1. Стержень движется в продольном направлении с некоторой скоростью ? . При каком значении ? длина стержня будет на ? = 0,5 % меньше его собственной длины?

19.2. Какую продольную скорость ? нужно сообщить стержню для того, чтобы его длина стала равной половине длины, которую он имеет в состоянии покоя?

19.3. Собственное время жизни некоторой нестабильной частицы ? 0 = 10 нс. Найти путь, который может пролететь эта частица до распада в лабораторной системе, где ее время жизни ? = 20 нс.

19.4. Мюон, движущийся со скоростью ? = 0,99 с относительно Земли, пролетел от места своего рождения до точки распада расстояние l = 3 км. Определить собственное время жизни мюона.

19.5. С какой скоростью двигались часы, если за время t = 0,5 с, измеренное по неподвижным часам, их отставание составило ? t = 0,1 с?

19.6. Протон движется с импульсом р = 10 ГэВ/ с , где с ? скорость света. На сколько процентов отличается скорость этого протона от скорости света?

19.7. Две частицы движутся навстречу друг другу со скоростями ? 1 = 0,5 с и ? 2 = 0,75 с . Найти относительную скорость частиц.

19.8. Космический корабль движется относительно Земли со скоростью ? = 0,6 с. Во сколько раз уменьшается его длина для наблюдателя на Земле?

19.9. Найти скорость, при которой релятивистский импульс частицы в n = 2 раза превышает ее классический импульс.

19.10. При какой скорости кинетическая энергия частицы равна ее энергии покоя?

19.11. Найти зависимость импульса частицы с массой т от ее кинети-

ческой энергии Т . Вычислить импульс протона с кинетической энергией

19.12. Найти скорость частицы, кинетическая энергия которой

Т = 500МэВ и импульс р = 865 МэВ/ с , где с ? скорость света.

19.13. Частица массой m в момент t = 0 начинает двигаться под действием постоянной силы F . Найти скорость частицы в зависимости от времени t .

19.14. Масса тела т = 1кг. Какое время за счет энергии покоя этого тела могли бы гореть лампочки мощностью Р = 100 Вт у каждого москвича? Считать, что в Москве 10 млн. жителей.

19.15. При скорости частицы V 0 импульс частицы равен р 0 . Во сколько раз нужно увеличить скорость частицы, чтобы ее импульс удвоился?

19.16. Какую работу надо совершить, чтобы увеличить скорость частицы с массой т от 0,6 с до 0,8 с ?

20. Строение атома

Известно, что все тела состоят из молекул и атомов. Размеры атомов составляют 10 ? 10 м . В состав атомов входят отрицательно

заряженные электроны. Поскольку атом в целом обычно электрически нейтрален, встает вопрос о том, как по объему атома распределены положительные и отрицательные заряды. На этот вопрос ответ дали опыты Э. Резерфорда (1911 г.).

Эти опыты показали, что в центре атома находится небольшое массивное положительно заряженное ядро, вокруг которого по ор-

studfiles.net

20. Период полураспада радия 1600 лет. Вычислить вероятность для одного атома распасться в течение 1 мин.

21. Определить температуру Т черного тела, при которой максимум излучательной способности r? приходится на красную границу видимого спектра (?1=750 нм); на фиолетовую (?2=380 нм).

22. Земля вследствие лучеиспускания в среднем ежеминутно теряет с 1 м 2 поверхности 5.4 кДж энергии. При какой температуре абсолютно черное тело излучало бы такое же количество энергии?

23. Температура абсолютно черного тела изменилась при нагревании от 1000 К до 3000 К. Во сколько раз увеличилась при этом энергетическая светимость?

24. Мощность Р излучения шара радиусом R=10 см при некоторой постоянной температуре Т равна 1 кВт. Найти эту температуру, считая шар серым телом с поглощательной способностью ?=0,25.

25. Принимая, что Солнце излучает как черное тело, вычислить его (в МВт/м 2 ) энергетическую светимость R и температуру Т его поверхности. Солнечный диск виден с Земли под углом ?=32?. Солнечная постоянная С=1,4 кВт/м 2 . Солнечной постоянной называется величина, равная поверхностной плотности потока энергии излучения Солнца вне земной атмосферы на среднем расстоянии от Земли до Солнца.

Тепловое излучение Вариант № 12

1. Длина волны красной границы фотоэффекта для цинка 290 нм. Какая (в %) часть энергии фотона, вызывающего фотоэффект, расходуется на работу выхода, если максимальная скорость электронов, вырванных с поверхности металла 10 6 м/с.

2. Облучение литиевого фотокатода производится фиолетовыми лучами, длина волны которых равна 0,4 мкм. Определить скорость фотоэлектронов, если длина волны красной границы фотоэффекта для лития равна 0,52 мкм.

3. Плоскую цинковую пластинку освещают излучением со сплошным спектром, коротковолновая граница которого соответствует длине волны ?=30 нм. Вычислите, на какое (в см) максимальное расстояние от поверхности пластинки может удалиться фотоэлектрон, если вне пластинки имеется задерживающее однородное электрическое поле с напряженностью Е=10 В/см? Работа выхода электрона из цинка 4,0 эВ.

4. Будет ли иметь место фотоэффект при облучении лития (работа выхода 2.4 эВ) монохроматическим светом с частотой 5?10 14 Гц?

5. Работа выхода электронов из кадмия равна 4.08 эВ. Какой (в нм) должна быть длина волны излучения, падающего на кадмиевую пластину, чтобы при фотоэффекте максимальная скорость фотоэлектронов была равна 2?10 6 м/с?

6. Длина волны ?, фотона равна комптоновской длине ?C электрона. Определить (в МэВ) энергию ? и импульс p фотона.

7. Определить (в пм) длину волны рентгеновских лучей, для которых комптоновское рассеяние на угол 90° удваивает длину волны.

8. Определить массу фотона, энергия которого в 2 раза превышает энергию покоя электрона

9. Определить величину светового давления на зеркальную поверхность, если угол падения лучей равен 60°. Ответы:
1) р=2w; 2) р=w; 3) р=w/2; 4) р=0, где w – объемная плотность энергии излучения.

10. Световое давление, испытываемое зеркальной поверхностью площадью 1 см 2 , равно 10 –6 Па. Найти (в нм) длину волны света, если на поверхность ежесекундно падает 5·10 16 фотонов.

11. Собственный момент импульса электрона равен 9?10 –35 Дж?с. Вычислить абсолютное значение собственного магнитного момента.

12. Атом кроме заполненных оболочек имеет три р-электрона. Определить минимально возможный для этой конфигурации результирующий орбитальный момент импульса атома.

13. Найти наибольшее значение проекции орбитального магнитного момента на ось z для электрона, находящегося в s-состоянии.

14. При взаимодействии ядра изотопа лития (массовое число М=7, зарядовое число Z=3) с альфа-частицей образуется ядро изотопа бора (М=10, Z=5) и нейтрон. Определить (в МэВ) энергию этой ядерной реакции, если энергии связи ядер изотопов лития, бора и гелия равны соответственно 39.2 МэВ, 64.7 МэВ, 28.3 МэВ.

15. Удельная энергия связи ядра изотопа железа (массовое число 58) равна 8.79 МэВ. Найти (в а.е.м. с точностью до 0.01) дефект массы ядра этого изотопа.

16. Образец содержит 5000 радиоактивных атомов с периодом полураспада Т. Сколько ядер останется нераспавшимися через промежуток времени, равный Т?

17. Активность радиоактивного вещества равна.
1) числу ядер, распадающихся в единицу времени;
2) числу ядер, распадающихся в единицу времени в единице массы вещества;
3) времени, в течении которого распадается половина имеющихся радиоактивных ядер;
4) относительному уменьшению числа радиоактивных ядер за единицу времени.
Укажите верное определение.

18. Через какое (в часах) время распадется пятьдесят процентов имеющихся атомов цезия, если постоянная распада цезия равна 2.67?10 –7 с –1 .

19. Торий (порядковый номер в периодической системе 90, массовое число ядра 232) является радиоактивным элементом. Сколько альфа-частиц выбрасывает 1 г тория за 1 секунду? Период полураспада тория 1.39?10 11 лет. Принять, что 1 год соответствует 3?10 7 секунд.

20. Счетчик Гейгера, установленный вблизи препарата радиоактивного изотопа серебра, регистрирует поток бета-частиц. При первом измерении поток частиц был равен 87 с –1 , а по истечении времени, равного 1 суткам, поток оказался равным 22 с –1 . Определить (в сутках) период полураспада изотопа.

21. Какую (в кВт/м 2 ) энергетическую светимость R имеет затвердевающий свинец? Отношение энергетических светимостей свинца и абсолютно черного тела для данной температуры k=0,6. Температура плавления свинца Tпл=327 °С.

22. Во сколько раз надо увеличить термодинамическую температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость R возросла в два раза?

23. Вследствие изменения температуры черного тела максимум излучательной способности r? сместился с ?1=2,4 мкм на ?2=0,8 мкм. Как и во сколько раз изменились энергетическая светимость R тела и максимальная излучательная способность?

24. Максимальная излучательная способность r? черного тела равна 4,16•10 11 (Вт/м 2 )/м. На какую (в мкм) длину волны ?m она приходится?

25. Температура Т черного тела равна 2000 К. Определить: 1) излучательную способность (в МВт/(м 2 •мм)) r? для длины волны ?=600 нм; 2) энергетическую светимость R в интервале длин волн от ?1=590 нм до ?2=610 нм. Принять, что средняя излучательная способность тела в этом интервале равна значению, найденному для длины волны ?=600 нм.

Тепловое излучение Вариант № 13

1. Найти максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности цинка светом с длиной волны 0.25 мкм. Работа выхода электрона из цинка 3.74 эВ.

2. Фотоэффект у некоторого металла начинается при частоте падающего света 6?10 14 Гц. Найти (в эВ) работу выхода электронов из этого металла.

3. «Красная граница» для цезия ?0=660 нм. Найдите: а) работу выхода (в эВ) электронов из цезия; б) максимальную скорость и энергию (в эВ) электронов, вырываемых из цезия излучением с длиной волны ?=220 нм.

4. Фотокатод облучается светом с длиной волны 500 нм. Найти величину задерживающего потенциала для фотоэлектронов, если известно, что работа выхода электрона из материала катода 2 эВ.

5. Фотонами с одинаковой энергией облучают сначала поверхность одного металла, а потом другого. При этом задерживающий потенциал в первом опыте оказался больше, чем во втором на 3 В. На сколько электронвольт различаются работы выхода электрона с поверхности этих металлов?

6. На какой (в градусах) угол рассеялся гамма-квант с энергией 0.8 МэВ в результате столкновения с покоившимся электроном, если известно, что скорость электрона отдачи составляет 0.6 скорости света.

7. Фотон с энергией 0.46 МэВ рассеялся под углом 120° на покоящемся свободном электроне. Найдите (в МэВ) энергию, переданную электрону отдачи.

8. Найти массу фотона гамма-излучения (длина волны 1.1?10 –2 A).

9. Какова (в A) длина волны излучения, каждый фотон которого обладает энергией, равной 1 МэВ?

10. Световой поток, состоящий из n=5•10 4 фотонов света, обладающих энергией, соответствующей длине волны ?=300 нм, падает на фоточувствительный слой, чувствительность которого k=4,5 мА/Вт. Найдите количество фотоэлектронов, освобождаемых таким импульсом света.

11. Вычислить орбитальный момент импульса электрона, находящегося в d-состоянии.

12. Что является решением уравнения Шредингера? Ответы:
1) кинетическая энергия частицы; 2) потенциальная энергия частицы;
3) пси-функция частицы; 4) координата частицы.

13. Атом находится в состоянии со спиновым квантовым числом S и орбитальным квантовым числом L, равным соответственно 2 и 3. Определите максимальное значение квантового числа J результирующего механического момента импульса атома.

14. Вычислить (в МэВ) энергию связи ядра изотопа водорода (массовое число 3, зарядовое число 1). Масса ядра изотопа водорода 3.0156 а.е.м.

15. Вычислить (в МэВ) энергию, необходимую для разделения ядра неона (массовое число 20) на две альфа-частицы и ядро углерода (массовое число 12), если энергия связи, приходящаяся на один нуклон в ядрах неона, гелия и углерода, равна соответственно 8.03 МэВ, 7.07 МэВ и 7.68 МэВ.

16. Постоянная распада рубидия равна 0.00077 с –1 . Определить (в минутах) его период полураспада T.

17. Постоянная распада бета-изотопа хлора равна 3?10 –4 c –1 . Определить вероятность того, что ядро распадается за промежуток времени, равный 100 секундам.

18. Найти массовое число ядра изотопа, образующегося из урана (порядковый номер в таблице Менделеева 92, массовое число ядра 238) после трех альфа-распадов и двух электронных бета-распадов.

19. Какое (в тоннах) количество урана (массовое число 238, период полураспада 4.5?10 9 лет) будет обладать такой же активностью как 1 мг стронция (массовое число 90, период полураспада 29 суток)?

20. Вычислить (в МэВ) энергетический эффект реакции . Массы ядер дейтерия, лития и бериллия равны 2,0141 а.е.м., 7,01605 а.е.м., 8.00531 соответственно.

21. При увеличении термодинамической температуры Т черного тела в два раза длина волны ?m, на которую приходится максимум излучательной способности r?, уменьшилась на ??=400 нм. Определить начальную и конечную температуры T1 и T2.

22. Определить (в мкм) длину волны, отвечающую максимуму излучательной способности черного тела при температуре человеческого тела (37 °С) и энергетическую светимость тела.

23. Определите (в мкм) длину волны, соответствующую максимуму излучательной способности лампы накаливания. Нить накала лампы имеет длину l=15 см и диаметр d=0,03 мм. Мощность, потребляемая лампой, P=10 Вт. Нить лампы излучает как серое тело с коэффициентом поглощения ?=0,3; 20% потребляемой энергии передается другим телам вследствие теплопроводности и конвекции.

24. Муфельная печь потребляет мощность Р=1 кВт. Температура Т ее внутренней поверхности при открытом отверстии площадью S=25 см 2 равна 1200 К. Считая, что отверстие печи излучает как черное тело, определить, какая часть w мощности рассеивается стенками.

25. Можно условно принять, что Земля излучает как серое тело, находящееся при температуре T=280 К. Определить поглощательную способность ? Земли, если энергетическая светимость R ее поверхности равна 90,3 Вт/м 2 .

Тепловое излучение Вариант № 14

1. Найти (в Гц) частоту света, вырывающего с поверхности металла электроны, полностью задерживаемые отрицательным потенциалом в 2 В. Работа выхода для этого металла равна 1 эВ.

2. При облучении поверхности цезия светом с длиной волны 460 нм задерживающий потенциал равен 0.8 В. Определить (в нм) длину волны красной границы фотоэффекта для цезия.

3. На рисунке изображены вольтамперные характеристики фототока, полученные при облучении одного и того же металла. Какая из кривых соответствует наибольшей частоте падающего излучения?

4. Найти частоту излучения, вырывающего из металла электроны, полностью задерживаемые потенциалом 1 В. Работу выхода электрона из металла принять равной 5.3 эВ.

5. На рисунке изображены вольтамперные характеристики фототока, полученные при облучении одного и того же металла. Какая из кривых соответствует наибольшей частоте падающего излучения?

6. Фотон с энергией ?=0,4 МэВ рассеялся под углом ?=90° на свободном электроне. Определить (в МэВ) энергию ?? рассеянного фотона и кинетическую энергию T электрона отдачи.

7. Определить максимальное изменение длины волны при комптоновском рассеянии: 1) на свободных электронах (в пм); 2) на свободных протонах (в фм).

8. Лампочка карманного фонаря потребляет мощность около 1 вт. Приняв, что эта мощность рассеивается во всех направлениях в виде излучения и что длина волны, соответствующая средней частоте, равна 1 мкм, определить число фотонов, падающих на 1 см 2 площадки, поставленной перпендикулярно к лучам на расстоянии 10 км, в течение 1 сек.

9. Электрическая лампа мощностью 100 Вт испускает 3,0% потребляемой энергии в форме видимого света (средняя длина волны 550 нм) равномерно по всем направлениям. Сколько фотонов видимого света попадает за 1 с в зрачок наблюдателя (диаметр зрачка 4,0 мм), находящегося на расстоянии 10 км от лампы?

10. Определите (в эВ) энергию одного фотона: а) для красного света (?=600 нм); б) для жестких рентгеновских лучей (?=0,1 A).

11. Каково максимально возможное число электронов в квантовой системе, обладающих значениями главного и азимутального квантовых чисел, равными 3 и 2 соответственно?

12. Какое количество состояний электрона в атоме, отличающихся орбитальным квантовым числом l, соответствует уровню энергии с главным квантовым числом n, равным 3?

13. Электрон находится в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме на втором энергетическом уровне. Во сколько раз увеличится число максимумов квадрата модуля волновой функции электрона, если он перейдет на четвертый уровень?

14. Найти (в МэВ) энергию связи ядра, которое имеет одинаковое число протонов и нейтронов и радиус ядра в 1.5 раза меньше радиуса ядра алюминия с массовым числом М=27. Ответ выбрать из следующих значений энергий связи, данных в МэВ: энергия связи ядра
гелия (М=4) 28.3; лития (М=6) 32.0; бериллия (М=8) 56.5; бора (М=10) 64.7;
углерода (М=12) 92.2; азота (М=14) 104.7; кислорода (М=16) 127.6.

15. Определить (в МэВ) энергию, выделяющуюся в ядерной реакции взаимодействия нейтрона с изотопом ядра бериллия (зарядовое число Z=4, массовое число М=9, масса ядра 9.0122 а.е.м.), в результате которой образуются гамма-фотон и ядро бериллия (М=10, масса ядра 10.0135 а.е.м.).

16. Сколько атомов распадается за 1 год в 1 г урана, период полураспада которого равен 10 9 лет, а массовое число ядра 238?

17. Чтобы определить возраст древней ткани, найденной в одной из египетских пирамид, была определена концентрация в ней атомов углерода. Она оказалась соответствующей 9.2 распадам в минуту на один грамм углерода. Концентрация углерода в живых растениях соответствует 14 распадам в минуту на один грамм углерода. Период полураспада углерода равен 5730 лет. Исходя из этих данных, оцените возраст ткани в годах.

18. Определить, во сколько раз удельная активность урана (массовое число ядра 238) меньше удельной активности радия (массовое число ядра 226). Период полураспада урана 4.5?10 9 лет, радия – 1600 лет.

19. За два дня радиоактивность препарата радона уменьшилась в 1.45 раза. Определить период полураспада радона в сутках.

20. Период полураспада плутония равен 24100 лет. Определить, какая доля атомов препарата плутония распадается за 10 лет.

21. Вольфрамовая нить накаливается в вакууме током I1=1 А до температуры Т1=1000 К. Какое значение должен иметь ток I2, чтобы температура нити была Т2=3000 К? Потерями энергии вследствие теплопроводности и изменениями линейных параметров нити пренебречь. Поглощательная способность вольфрама при 1000 К равна 0,115, при 3000 К — 0,334. Его удельное сопротивление при этих температурах равно соответственно 257 и 962 мкОм•мм.

22. Какую (в МВт/м 2 ) энергетическую светимость R имеет абсолютно черное тело, если максимум его излучательной способности приходится на длину волны ?=484 нм?

23. В черный тонкостенный металлический сосуд, имеющий форму куба, налита вода массой 1 кг при температуре t1=50 °С, целиком заполняющая сосуд. Определите (в часах) время остывания сосуда до температуры t2=10 °С, если сосуд помещен в черную полость, температура стенок которой близка к абсолютному нулю. Плотность воды ?=1 г/см 3 , удельная теплоемкость c=4,18 Дж/г.

24. Проходя афелий, Земля находится на 3,3% дальше от Солнца, чем когда она проходит перигелий. Принимая Землю за серое тело со средней температурой 288°К, определить разность температур, которые Земля имеет в афелии и перигелии.

25. Используя формулу Планка, определите (в кВт/м 2 ) поток излучения единицы поверхности черного тела, приходящийся на узкий интервал длин волн ??=5 нм около максимума излучательной способности, если температура черного тела Т=2500 К.

Тепловое излучение Вариант № 15

1. При поочередном освещении поверхности некоторого металла светом с длинами волн 0.35 мкм и 0.54 мкм обнаружили, что соответствующие максимальные скорости фотоэлектронов отличаются друг от друга в 2 раза. Найдите (в эВ) работу выхода электрона с поверхности этого металла.

2. Монохроматическое излучение падает на поверхность платины (работа выхода 6.3 эВ). Определить (в нм) длину волны этого излучения, если известно, что фототок полностью прекращается при задерживающей разности потенциалов 0.7 В.

3. Для прекращения тока фотоэмиссии из платины необходима задерживающая разность потенциалов 3.7 В. При облучении теми же фотонами другого металла, задерживающая разность потенциалов равна 6 В. Найти (в эВ) работу выхода электрона с поверхности этого металла, если для платины работа выхода 6.3 эВ.

4. Красная граница фотоэффекта для никеля равна 0,257 мкм. Найти (в нм) длину волны света, падающего на никелевый электрод, если фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов, равной 1,5 В.

5. Медный шарик, удаленный от других тел, облучают монохроматическим светом с длиной волны ?=200 мкм. До какого максимального потенциала зарядится шарик, теряя фотоэлектроны? Работа выхода электрона из меди 4,47 эВ.

6. На сколько пикометров изменится длина волны излучения при комптоновском рассеянии на свободных электронах, если угол рассеяния равен 90°?

7. При комптоновском рассеянии фотонов были зарегистрированы частоты излучения от 1.5?10 20 Гц до 5?10 20 Гц. Какую частоту имело излучение до рассеяния?

8. Определить (в кВт/м 2 ) поверхностную плотность I потока энергии излучения, падающего на зеркальную поверхность, если световое давление p при перпендикулярном падении лучей равно 10 мкПа.

9. Световой поток, состоящий из n=5·10 4 фотонов света, обладающих энергией, соответствующей длине волны ?=300 нм, падает на фоточувствительный слой, чувствительность которого k=4,5 мА/Вт. Найдите количество фотоэлектронов, освобождаемых таким импульсом света.

10. Поверхность площадью 100 см 2 каждую минуту получает 63 Дж световой энергии. Найдите световое давление в случаях, когда поверхность: а) полностью отражает все лучи и б) полностью поглощает все падающие на нее лучи.

11. Вычислить величину орбитального магнитного момента электрона, находящегося в s-состоянии в атоме водорода.

12. Чему равен квадрат орбитального момента импульса электрона в состоянии 2p?

13. Атом кроме заполненных оболочек имеет три p-электрона. Определить минимально возможный для этой конфигурации результирующий спиновой момент импульса атома.

14. Определить (в а.е.м. с точностью до 0.1) массу ядра кальция, с которым взаимодействовал нейтрон, если в результате образовались протон, нейтрон и ядро калия (зарядовое число 19, массовое число 39, энергия связи 391.2 МэВ).

15. Найти (в МэВ) энергию, необходимую для разделения ядра изотопа кислорода с массовым числом 16 на четыре одинаковых частицы. Энергия связи ядер атомов кислорода и гелия 127.6 МэВ и 28.3 МэВ соответственно.

16. Период полураспада радия 1600 лет. Вычислить среднюю продолжительность жизни атомов радия в годах.

17. Образец радиоактивного радона содержит 10 10 радиоактивных атомов с периодом полураспада 3.825 суток. Сколько атомов радона распадается за сутки?

18. Активность препарата уменьшилась в 250 раз. Скольким периодам полураспада Т равен протекший промежуток времени?

19. Сколько бета-частиц испускает за сутки 1 мкг радиоизотопа фосфора (массовое число равно 32, период полураспада – 14,3 суток).

20. За восемь суток распалось 75% начального количества ядер радиоактивного изотопа. Определить (в сутках) период полураспада.

21. Абсолютно черное тело имеет температуру Т1=2900 К. В результате остывания тела длина волны, на которую приходится максимум излучательной способности, изменилась на ??=9 мкм. До какой температуры Т2 охладилось тело?

22. Принимая положительный кратер электрической дуги за абсолютно черное тело, определите отношение мощности излучения в диапазоне длин волн от ?1=695 нм до ?2=705 нм к полной мощности излучения. Температура кратера дуги Т=4000 К.

23. Температура вольфрамовой спирали в 25-ваттной электрической лампочке T=2450 К. Отношение ее энергетической светимости к энергетической светимости абсолютно черного тела при данной температуре k=0,3. Найти (в мм 2 ) площадь S излучающей поверхности спирали.

24. Какую мощность P надо подводить к зачерненному металлическому шарику радиусом r=2 см, чтобы поддерживать его температуру на ?T=27 К выше температуры окружающей среды? Температура окружающей среды Т=293 К. Считать, что тепло теряется только вследствие излучения.

25. Определите силу тока, протекающего по вольфрамовой проволоке диаметром d=0,8 мм, температура которой в вакууме поддерживается постоянной и равной t=2800 °С. Поверхность проволоки считать серой с поглощательной способностью ?=0,343. Удельное сопротивление проволоки при данной температуре ?=9,2•10 — 5 Ом•см. Температура окружающей проволоку среды t0=17 °С.

Тепловое излучение Вариант № 16

1. Кванты света с энергией 4.9 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода 4.35 эВ. Найти максимальный импульс, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.

2. На рисунке изображены зависимости разности потенциалов, необходимой для прекращения фототока, от частоты падающего излучения. Какая из прямых соответствует фотокатоду с большей работой выхода?

3. На пластинку падает монохроматический свет с длиной волны 0,42 мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,95 В. Определить (в эВ) работу выхода электронов с поверхности пластины.

4. Фотокатод освещается источником света с регулируемой интенсивностью, при этом зависимость фототока от напряжения между катодом и анодом изображается кривыми 1, 2, 3 на рисунке. Укажите номер кривой, соответствующей наибольшей интенсивности падающего на фотокатод света.

5. Максимальная скорость электронов, вырванных с поверхности металла квантами электромагнитного излучения с длиной волны 250 нм, равна 10 6 м/с. Найти (в эВ) работу выхода электрона с поверхности этого металла.

6. Гамма-квант с энергией 1 МэВ рассеивается под углом 90° на свободном покоящемся протоне. Определить с какой скоростью будет двигаться протон после взаимодействия с гамма-квантом.

7. Фотон с энергией, равной энергии покоя электрона, испытывает комптоновское рассеяние на свободном электроне. Определить (в МэВ) максимальную энергию электрона отдачи.

8. 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 см 2 этой поверхности.

9. Определить давление солнечных лучей, нормально падающих на зеркальную поверхность. Интенсивность солнечного излучения принять равной 1,37 кВт/м 2 .

10. Параллельный пучок световых лучей с интенсивностью 1.37 кВт/м 2 падает на шарик диаметром 2 см. Определить, исходя из корпускулярных представлений, (в нН) силу, действующую на шарик, если поверхность его обладает коэффициентом поглощения, равным единице.

11. Электрон находится в атоме водорода в p-состоянии. Чему равен модуль отношения максимального значения проекции его орбитального момента импульса на ось z к проекции спина на ту же ось?

12. Атом кроме заполненных оболочек имеет три электрона – s, р, d и находится в состоянии с максимально возможным для этой конфигурации полным моментом импульса. Вычислить значение полного момента импульса.

13. Атом кроме заполненных оболочек имеет три электрона – s, p, d и находится в состоянии с максимально возможным для этой конфигурации полным моментом импульса. Определить соответствующее этому моменту квантовое число j.

14. Какую (в МэВ) пороговую кинетическую энергию необходимо сообщить протону, чтобы он смог расщепить покоящееся ядро тяжелого водорода (дейтерия)? Масса ядра дейтерия 2.014 а.е.м.

15. Определить (в МэВ) энергию реакции взаимодействия ядра изотопа лития (массовое число М=7, зарядовое число Z=3) с протоном, в результате которой образуется ядро изотопа бериллия (М=7, Z=4) и нейтрон. Энергия связи ядер изотопов лития и бериллия 39.2 МэВ и 37.6 МэВ соответственно.

16. Вычислить (в МэВ) энергетический эффект реакции . Массы ядер гелия-3 и трития равны 3,01603 а.е.м., 3,01605 а.е.м. соответственно.

17. Через какое (в сутках) время распадется 75% имеющихся атомов полония, если непрерывно удалять радиоактивные продукты распада? Период полураспада полония равен 138 суток.

18. Активность препарата урана (массовое число ядра 238) равна 2.4?10 4 распадов в секунду. Масса препарата 2 г. Найти постоянную распада урана.

19. Какой порядковый номер в таблице Менделеева будет иметь элемент, образующийся из урана (порядковый номер в периодической системе 92, массовое число – 239 ) после двух электронных бета-распадов и одного альфа-распада?

20. Масса радиоактивного препарата полония (массовое число ядра 210) равна 0.2 г. За какое (в сутках) время произойдет распад 20 мг этого вещества? Постоянная распада полония
5.77?10 –8 с –1 ).

21. Температура абсолютно черного тела увеличилась в три раза. При этом длина волны, соответствующая максимуму излучательной способности изменилась на 2 мкм. Найти длину волны, соответствующую максимуму излучательной способности при начальной температуре тела.

22. Сколько фотонов за 1 с будет испускать 1 см 2 поверхности абсолютно черного тела, нагретого до Т=2400 К, если среднюю энергию кванта излучения считать равной 2,75 , где k — постоянная Больцмана?

23. Определить установившуюся температуру Т зачерненной металлической пластинки, расположенной перпендикулярно солнечным лучам вне земной атмосферы на среднем расстоянии от Земли до Солнца. Солнечная постоянная С=1,4 кВт/м 2 . Солнечной постоянной называется величина, равная поверхностной плотности потока энергии излучения Солнца вне земной атмосферы на среднем расстоянии от Земли до Солнца.

Дата добавления: 2015-08-28 ; просмотров: 708 | Нарушение авторских прав

mybiblioteka.su

Рубрики: Эксплуатация