Основы физики
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Тихоокеанский государственный
университет»
Кафедра «Строительного производства»
«Промышленное
и гражданское строительство»
Контрольная работа №2
по дисциплине «Физика»
Задача №12
Условие задачи:
Красная граница фотоэффекта для цинка λ0=310 нм. Определить максимальную
кинетическую энергию Tmax фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цинк
падает свет с длиной волны λ=200 нм.
Решение :
Ответ: Тmax=2.2эВ
Задача № 22
Условие задачи:
Вычислить скорость электрона, находящегося на третьем энергетическом
уровне в атоме водорода.
Согласно теории Боpа, для n-ой орбиты
атом Н Скорость электрона, находящегося на n-ой орбите:
V -? V=
Поэтому : ( 1,6 х 10-19 Кл) 1 2,18х 106 м/с 0,73х106
2 х 8,85х10-12 Ф/м х 6,63х10-34 Дж*с 3 3
Ответ: V=0,73х106 м/с
Задача №44
Условие задачи:
Период полураспада 27СО60 равен 5,3 года. Определить , какая доля
первоначального количества ядер этого изотопа распадется через 5 лет.
Дано: Т=5,3 года
Найти : ηб(t)-?
Решение : Постоянная радиоактивного распада λ и период полураспада Т связаны
соотношением λ=ln2/T = 0,693/5,3= 0,13 (год-1).
Среднее время жизни радиоактивного изотопа τ=1/λ = 7,7 лет
позволяет вычислить вероятность распада за время t точно n ядер, если в
начальный момент времени их было N0. Вероятности p(t) и q(t) равны
соответственно
р(t) =1 - e-λt, (t) = e-λt.
Будем предполагать, что первоначальное количество ядер настолько велико,
что доли распавшихся ηа и доли оставшихся ηб ядер совпадают с вероятностями q(t)
и p(t)
ηб(t) =(1 - e-λt)=[( 1-ехр(-ln2/Т*t)]=
(1 - e-λt)= [1-ехр(-ln2/5,3*5]=0,65
Задача №12
Условие задачи:
Каким образом нужно расположить прямолинейный алюминевый проводник в
однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией 0,04 Тл и какой силы ток
необходимо пропустить по нему, что бы он находился в равновесии? Радиус
проводника 1мм. Решение пояснить чертежом.
Fa
I
B
Дано:
В =0,04 Тл. =1 mm=7,8*103 кг/м3- ?
м=р*l* π*d2/4* π*d2 / 4*g = B*I*L== π*d2*p*g / 4B
Решение: mg
I=[d2]*[p]*[g] / [B]= м2(кг/м3)(м/с2) = м2кг*м3
Тл Тл*м3*с2
кг/ (кг/А*с2)с2 = А
I=π*d2*p*g / 4B = 3,14*10-3*7,8*103*9,8 =240/0,16=1500в
4*0,04
Ответ:I=1500B
Задача №32
Расстояние двух когерентных источников до экрана 1,5м, расстояние между
ними ними 0,18 мм. Сколько светлых полос поместиться на отрезке длиной 1 см,
считая от центра картины, если длина волны света 0,6 мкм?
S1 d S2
D
L
O C
xk
магнитный поле индукция
Дано:
λ= 0,6 мкмS2=0,18мм(d) 0,18*10-3=1,5 м
Светлые интерференционные полосы на экране возникают при разности хода
Пусть интерференционный максимум k-го порядка расположен в точке C экрана, на расстоянии xk =1см от центра картины. Разность хода лучей S1C и S2C определим, применив теорему Пифагора
к треугольникам S1CD и S2CD:
Следовательно, расстояние между двумя соседними полосами:
Задача №2
По двум бесконечно длинным прямолинейным проводникам, расположенным
параллельно друг другу на расстоянии 10 см, текут токи силой 5 и 10 А.
Определить магнитную индукцию поля в точке, удаленной на 10 см от каждого
проводника. Рассмотреть случаи: а) токи текут в одном направлении; б)токи текут
в противоположных направлениях. Решение пояснить чертежом.
Дано:
R=10см
I=5A а) B2
I=10A
I1 B1 I2
б)
I1 В1 I2
В2
Решение: Результирующая индукция магнитного поля равна векторной сумме: В
=В1+В2, где В1 индукция поля создаваемого током I1;
В2 индукция поля создаваемого током I2
Если В1+В2 направлены по одной прямой , то векторная сумма может быть
заменена алгебраической суммой:
В =В1+В2 при этом слагаемые В1 и В2 должны быть взяты с (1)
соответствующими знаками.
В данной задаче во всех двух случаях модули индукций В1 и В2 одинаковы,
так как точки выбраны на равных расстояниях от проводов, по которым текут токи.
Вычислим индукции по формуле: В=µ0I/(2π) Подставив значения величин , найдем
модули В1 и В2
В1=4*3,14*10-7*5/2*3,14*0,1 = 10мкТл
В2=4*3,14*10-7*10/2*3,14*0,1 =20 мкТл,
В1= -10мкТл; В2=20 мкТл. Получим
В=В1+В2 = -10+20 = В=10 мкТл
случай: Векторы В1 и В2 направлены по одной прямой в одну сторону,
поэтому можем записать: В=В1+В2=(-10)+(-20)= - 30мкТл