Задание № 23
Магнитный
момент 
контура
с током ориентирован в однородном
внешнем магнитном поле 
так,
как показано на рисунках. Положение
контура устойчиво и момент сил, действующих
на него, равен нулю в
случае …
Вращающий
момент, действующий на контур с током
в магнитном поле, равен векторному
произведению магнитного момента 
контура
и магнитной индукции 
поля,
т.е. 
.
Модуль вращающего момента равен 
,
где α
– угол
между векторами
и
.
Из этой формулы следует, что вращающий
момент равен нулю и контур с током
находится в равновесии в однородном
магнитном поле в двух случаях: если
вектор
сонаправлен
вектору
(α=0)
и если вектора
и
направлены
в противоположные стороны (α=π). В
первом случае равновесие рамки –
устойчивое, т.к. при отклонении контура
из положения, в которомα=0,
возникает момент
сил
Ампера, возвращающих контур в положение
равновесия. Во втором случае контур
находится в неустойчивом равновесии,
т.к. при любом отклонении его от этого
положения возникает момент
сил
Ампера, который вызывает дальнейшее
отклонение контура от положения α=π. Итак,
положение рамки устойчиво и момент сил,
действующих на нее, равен нулю в случае,
показанном на рис.
Задание № 24
Для электронной поляризации диэлектриков характерно …
Молекулы некоторых диэлектриков имеют симметричное строение, то есть центры распределения положительных и отрицательных зарядов в молекуле в отсутствие внешнего электрического поля совпадают, и дипольный момент молекулы равен нулю. Поэтому молекулы таких диэлектриков называются неполярными. Под действием внешнего электрического поля заряды неполярных молекул смещаются в противоположные стороны (положительные по полю, отрицательные против поля), и молекула приобретает дипольный момент. Внесение диэлектрика в электрическое поле приводит к его поляризации. Такой тип поляризации называется электронной. Следовательно, электронная или деформационная поляризация диэлектрика с неполярными молекулами заключается в возникновении у молекул индуцированного дипольного момента за счет деформации электронных орбит под влиянием внешнего электрического поля. Тепловое движение неполярных молекул никак не влияет на возникновение у них индуцированных электрических моментов, которые всегда совпадают по направлению с вектором напряженности электрического поля (это связано с очень малой инертностью электронов).
Задание № 25
Примером 
-захвата
может быть превращение бериллия 
в
…
При
-захвате
ядро захватывает электрон из 
-оболочки
атома:
.
По
закону сохранения массового числа: 
.
По
закону сохранения зарядового
числа: 
.
Следовательно,
массовое и зарядовое числа соответственно
равны: 
.
Значит, в результате ядерной реакции
образуется 
.
Задание № 26
Взаимодействие p-мезона
с протоном в водородной пузырьковой
камере с образованием неизвестной
частицы Х идет по схеме
Если
спин p-мезона S=0, то заряд и спин частицы
Х будут равны …
При
взаимодействии элементарных частиц и
их превращении возможны только такие
процессы, в которых выполняются законы
сохранения, в частности законы сохранения
электрического заряда и спина. 
-мезоны
имеют спин 
,
а электрический заряд 
в
единицах элементарного заряда. Спин
протона
в
единицах постоянной Планка 
равен 
,
а заряд 
.
Гиперон 
имеет
спин
,
заряд 
.
У
-мезона
спин равен
,
заряд
.
В соответствии с законами сохранения
частица 
будет
иметь спин
,
заряд
,
т.е. положительный.
Задание № 27
Постоянная
распада изотопа радия 
равна 
.
Число радиоактивных ядер уменьшится
в 
(
~2,7)
раз за время …
Закон
радиоактивного распада – 
,
где 
–
число радиоактивных ядер в момент
времени 
, 
–
число радиоактивных ядер в начальный
момент времени,
–
постоянная распада. 
.
Следовательно, 
,
тогда 
.
Задание № 28
Нуклоны в ядре взаимодействуют посредством обмена виртуальными частицами. Процесс их образования соответствует схеме …
Все
фундаментальные взаимодействия имеют
обменный характер. В качестве элементарных
актов каждого взаимодействия выступают
процессы испускания и поглощения данной
частицей, например протоном
,
некоторой частицы, например 
-пиона,
как раз и определяющей тип данного
взаимодействия. Сама частица протон
может
остаться неизменной, а может превратиться
в некоторую другую частицу, например
нейтрон
.
Для процессов взаимопревращаемости
элементарных частиц, обусловленных
сильными взаимодействиями, выполняются
все законы сохранения: энергии; импульса;
момента импульса; зарядов электрического,
лептонного и барионного; изоспина;
странности; четности. В предложенной
задаче следует обратить внимание на
сохранение электрического заряда в
процессе превращения 
.
В данном процессе суммарный заряд до и
после превращения остался неизменным
и равным +1.
Задание № 29
Складываются
три гармонических колебания одного
направления с одинаковыми периодами.
Амплитуды и начальные фазы колебаний
равны: 
Амплитуда
и фаза результирующего колебания
соответственно равны …
Используем
метод векторных диаграмм. Длина вектора
равна амплитуде, а угол, который вектор
составляет с осью ОХ, равен начальной
фазе колебания. Построив векторную
диаграмму, складываем вначале два
вектора 
,
затем полученный вектор и вектор 
.
Угол, который составляет результирующий
вектор с осью ОХ, равен 
.
Задание № 30
В
упругой среде плотности 
распространяется
плоская синусоидальная волна с
частотой
и
амплитудой 
.
Если частоту увеличить в 4 раза, а
амплитуду уменьшить в 2 раза, объемная
плотность энергии …
Среднее
значение объемной плотности энергии
равно 
.
За счет увеличения частоты объемная
плотность энергии увеличится в 16 раз,
а за счет уменьшения амплитуды –
уменьшится в 4 раза, следовательно,
объемная плотность энергии увеличится
в 4 раза.
Задание № 31
На
рисунке представлена мгновенная
«фотография» электрической составляющей
электромагнитной волны, переходящей
из среды 1 в среду 2 перпендикулярно
границе раздела
.
Напряженность электрического поля в
первой и второй среде изменяется согласно
уравнениям: 
и 
.
Относительный
показатель преломления двух сред равен
…
Относительный
показатель преломления двух сред равен
отношению их абсолютных показателей
преломления: 
,
где 
и 
–
абсолютные показатели преломления
среды 1 и среды 
,
равные отношению скорости
электромагнитной
волны в вакууме к фазовым скоростям 
и 
в
этих средах. Следовательно, 
.
Волновое число 
,
где
–
циклическая частота, следовательно,
фазовая скорость 
.
Тогда при условии 
(при
переходе электромагнитной волны из
среды 1 в среду 2 циклическая частота не
меняется) относительный показатель
преломления равен: 
.