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 ?0=310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию Tmax фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цинк падает свет с длиной волны ?=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: (1,6×10−19 Кл) 1 2,18×106 м/с 0,73×106

2 х 8,85×10−12 Ф/м х 6,63×10−34 Дж*с 3 3

Ответ: V=0,73×106 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

t=5 лет.

Найти: ?б (t)-?

Решение: Постоянная радиоактивного распада? и период полураспада Т связаны соотношением ?=ln2/T = 0,693/5,3= 0,13 (год-1).

Среднее время жизни радиоактивного изотопа ?=1/? = 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-?t,

q (t) = e-?t.

Будем предполагать, что первоначальное количество ядер настолько велико, что доли распавшихся? а и доли оставшихся? б ядер совпадают с вероятностями q (t) и p (t)

?б (t) =(1 — e-?t)=[(1-ехр (-ln2/Т*t)]= (1 — e-?t)= [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 1 мм. Решение пояснить чертежом.

Fa

I

B

Дано:

В =0,04 Тл.

R=1 mm

P=7,8*103 кг/м3

I — ?

м=р*l* ?*d2/4

pl* ?*d2 / 4*g = B*I*L=

I= ?*d2*p*g / 4B

Решение: mg

I=[d2]*[p]*[g] / [B]= м2(кг/м3)(м/с2) = м2кг*м3

Тл Тл*м3*с2

= кг/Тл*с2 = кг/(н/А*м)*с2

кг/ (кг/А*с2)с2 = А

I=?*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 1,5 м, 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:

?= 0,6 мкм

S1S2=0,18 мм (d) 0,18*10−3

L=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:

Подставляя численные значения, получаем: 5*10−3

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/(2?) 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,

1случай: Векторы В1 и В2 направлены по одной прямой, следовательно результирующая индукция определяется по формуле (1). Приняв направление вверх положительным, низ — отрицательным запишем:

В1= -10мкТл; В2=20 мкТл. Получим

В=В1+В2 = -10+20 = В=10 мкТл

2 случай: Векторы В1 и В2 направлены по одной прямой в одну сторону, поэтому можем записать: В=В1+В2=(-10)+(-20)= - 30мкТл