Контрольная работа 5

Таблицы вариантов для специальностей, учебными планами которых предусмотрено по курсу физикишесть контрольных работ

вdВариант	Номер задачи
0	510	520	530	540	550	560	570	580
1	501	511	521	531	541	551	561	571
2	502	512	522	532	542	552	562	572
3	503	513	523	533	543	553	563	573
4	504	514	524	534	544	554	564	574
5	505	515	525	535	545	555	565	575
6	506	516	526	536	546	556	566	576
7	507	517	527	537	547	557	567	577
8	508	518	528	538	548	558	568	578
9	509	519	529	539	549	559	569	579

501. Между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плосковыпуклой линзой находится жидкость. Найти пока­затель преломления жидкости, если радиус r₃ третьего темного кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете с длиной волны λ = 0,6 мкм равен 0,82 мм. Радиус кривизны линзы R = 0,5 м.

502. На тонкую пленку в направлении нормали к ее поверхности падает монохроматический свет с длиной волны λ = 500 нм. Отраженный от нее свет максимально усилен вследствие интерференции. Определить минималь­ную толщину d_min пленки, если показатель преломления материала пленки n = 1,4.

503. Расстояние L от щелей до экрана в опыте Юнга равно 1 м. Определить расстояние между щелями, если на отрезке длиной l = 1 см укладывается N = 10 темных интерференционных полос. Длина волны λ=0,7 мкм.

504. На стеклянную пластину положена выпуклой стороной плосковыпуклая линза. Сверху линза освеще­на монохроматическим светом длиной волны λ= 500 нм. Найти радиус R линзы, если радиус четвертого, темного кольца Ньютона в отраженном свете r₄ = 2 мм.

505. На тонкую глицериновую пленку толщиной d = 1,5 мкм нормально к ее поверхности падает белый свет. Определить длины волн λ лучей видимого участка спектра (0,4 ≤ λ ≤ 0,8 мкм), которые будут¹ ослаблены в результате интерференции.

506. На стеклянную пластину нанесен тонкий слой прозрачного вещества с показателем преломления п = 1,3. Пластинка освещена параллельным пучком монохроматического света с длиной волны λ= 640 нм, падающим на пластинку нормально. Какую минимальную толщину d_min должен иметь слой, чтобы отраженный пу­чок имел наименьшую яркость?

507. На тонкий стеклянный клин падает нормально параллельный пучок света с длиной волны λ = 500 нм. Расстояние между соседними темными интерференцион­ными полосами в отраженном свете b = 0,5 мм. Опреде­лить угол α между поверхностями клина. Показатель преломления стекла, из которого изготовлен клин, п = 1,6.

508. Плосковыпуклaя стеклянная линза с f = 1 м лежит выпуклой стороной на стеклянной пластин­ке. Радиус пятого темного кольца Ньютона в отраженном свете r₅ = 1,1 мм. Определить длину световой волны λ.

509. Между двумя плоскопараллельными пластиками на расстоянии L = 10 см от границы их соприкосновения находится проволока диаметром d = 0,01 мм, образуя воздушный клин. Пластины освещаются нормально па­дающим монохроматическим светом (λ=0,6 мкм). Определить ширину b интерференционных полос, наблю­даемых в отраженном свете.

510. Установка для наблюдения колец Ньютона осве­щается нормально падающим монохроматическим светом (λ=590 нм). Радиус кривизны R линзы равен 5 см. Определить толщину d₃ воздушного промежутка в том месте, где в отраженном свете наблюдается третье свет­лое кольцо.

511. Какое наименьшее число N_min штрихов должна содержать дифракционная решетка, чтобы в спектре второго порядка можно было видеть раздельно две жел­тые линии натрия с длинами воля λ₁= 589,0 нм и λ₂ = = 589,6 нм? Какова длина I такой решетки, если постоян­ная решетки d = 5 мкм?

512. На поверхность дифракционной решетки нор­мально к ее поверхности падает монохроматический свет. Постоянная дифракционной решетки в п= 4,6 раза боль­ше длины световой волны. Найти общее число М дифрак­ционных максимумов, которые теоретически можно наблюдать в данном случае.

513. На дифракционную решетку падает нормально параллельный пучок белого света. Спектры третьего и четвертого порядка частично накладываются друг на друга. На какую длину волны в спектре четвертого по­рядка накладывается граница (λ= 780 нм) спектра третьего порядка?

514. На дифракционную решетку, содержащую п = 600 штрихов на миллиметр, падает нормально белый свет. Спектр проецируется помещенной вблизи решетки линзой на экран. Определить длину l спектра первого порядка на экране, если расстояние от линзы до экрана L = l,2 м. Границы видимого спектра: λ_кр = 780 нм, λ_ф = 400 нм.

515. На грань кристалла каменной соли падает па­раллельный пучок рентгеновского излучения. Расстоя­ние d между атомными плоскостями равно 280 пм. Под углом θ = 65° к атомной плоскости наблюдается дифрак­ционный максимум первого порядка. Определить длину волны λ рентгеновского излучения.

516. На непрозрачную пластину с узкой щелью па­дает нормально плоская монохроматическая световая волна (λ = 600 нм). Угол отклонения лучей, соответст­вующих второму дифракционному максимуму, φ=20°. Определить ширину а щели.

517. На дифракционную решетку, содержащую п = 100 штрихов на 1 мм, нормально падает монохрома­тический свет. Зрительная труба спектрометра наведена на максимум второго порядка. Чтобы нанести трубу на другой максимум того же порядка, ее нужно повернуть на угол ∆φ= 16°. Определить длину волны λ света, па­дающего на решетку.

518. На дифракционную решетку падает нормально монохроматический свет (λ=410 нм). Угол ∆φ между направлениями на максимумы первого и второго поряд­ков равен 2°21^/. Определить число п штрихов на 1 мм дифракционной решетки.

519. Постоянная дифракционной решетки в п = 4 ра­за больше длины световой волны монохроматического света, нормально падающего на ее поверхность. Опреде­лить угол α между двумя первыми симметричными ди­фракционными максимумами.

520, Расстояние между штрихами дифракционной ре­шетки d = 4 мкм. На решетку падает нормально свет с длиной волны λ = 0,58 мкм. Максимум какого наиболь­шего порядка дает эта решетка?

521. Пластинку кварца толщиной d = 2 мм помести­ли между параллельными николями, в результате чего плоскость поляризации монохроматического света повер­нулась на угол φ=53°. Какой наименьшей толщины d_min следует взять пластинку, чтобы поле зрения поляри­метра стало совершенно темным?

522. Параллельный пучок света переходит из глице­рина в стекло так, что пучок, отраженный от границы раздела этих сред, оказывается максимально поляризо­ванным. Определить угол γ между падающим и прелом­ленным пучками.

523. Кварцевую пластинку поместили между скрещен­ными николями. При какой наименьшей толщине d_min кварцевой пластины поле зрения между николями будет максимально просветлено? Постоянная вращения а квар­ца равна 27 град/мм.

524. При прохождении света через трубку длиной l₁ = 20 см, содержащую раствор сахара концентрацией С₁ = 10%, плоскость поляризации света повернулась на угол φ₁ = 13,3°. В другом растворе сахара, налитом в трубку длиной l₂ = 15 см, плоскость поляризации повернулась на угол φ₂= 5,2°. Определить концентрацию С₂ второго раствора.

525. Пучок света последовательно проходит через два николя, плоскости пропускания которых образуют между собой угол φ = 40°. Принимая, что коэффициент погло­щения k каждого николя равен 0,15, найти, во сколько раз пучок света, выходящий из второго николя, ослаблен по сравнению с пучком, падающим на первый николь.

526. Угол падения ε луча на поверхность стекла равен 60°. При этом отраженный пучок света оказался макси­мально поляризованным. Определить угол ε₂ преломле­ния луча.

527. Угол а между плоскостями пропускания полярои­дов равен 50°. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в п = 8 раз. Пренебрегая поте­рей света при отражении, определить коэффициент погло­щения k света в поляроидах.

528. Пучок света, идущий в стеклянном сосуде с гли­церином, отражается от дна сосуда. При каком угле ε падения отраженный пучок света максимально поляри­зован?

529. Пучок света переходит из жидкости в стекло. Угол падения ε пучка равен 60°, угол преломления ε₂ = 50°. При каком угле падения ε_в пучок света, отра­женный от границы раздела этих сред, будет максималь­но поляризован?

530. Пучок света падает на плоскопараллельную стеклянную пластину, нижняя поверхность которой находится в воде. При каком угле падения ε_в свет, отраженный от границы стекло—вода, будет максимально поляризован?

531. Частица движется со скоростью v = с/3, где с — скорость света в вакууме. Какую долю энергии покоя составляет кинетическая энергия частицы?

532. Протон с кинетической энергией Т =3 ГэВ при торможении потерял треть этой энергии. Определить, во сколько раз изменился релятивистский импульс а-частицы.

533. При какой скорости β(в долях скорости света) релятивистская масса любой частицы вещества в п = 3 раза больше массы покоя?

534. Определить отношение релятивистского импульса р-электрона с кинетической энергией Т = 1,53 МэВ .к комптоновскому импульсу m₀c электрона.

535. Скорость электрона υ = 0,8 с (где с — скорость света в вакууме). Зная энергию покоя электрона в мегаэлектрон-вольтах, определить в тех же единицах кинетическую энергию Т электрона.

536. Протон имеет импульс р = 469 МэВ/с*.(1 МэВ/с = 5.33∙10^-22 кг∙м/с ) Какую кинетическую энергию необходимо дополнительно со­общить протону, чтобы его релятивистский импульс воз­рос вдвое?

537. Во сколько раз релятивистская масса m элек­трона, обладающего кинетической энергией Т = 1,53 МэВ, больше массы покоя т₀?

538. Какую скорость β (в долях скорости света) нуж­но сообщить частице, чтобы ее кинетическая энергия бы­ла равна удвоенной энергии покоя?

539. Релятивистский электрон имел импульс р₁ = m₀c. Определить конечный импульс этого электрона (в еди­ницах m₀c), если его энергия увеличилась в п = 2 раза.

540. Релятивистский протон обладал кинетической энергией, равной энергии покоя. Определить, во сколько раз возрастет его кинетическая энергия, если его им­пульс увеличится в п = 2 раза.

541. Вычислить истинную температуру Т вольфрамо­вой раскаленной ленты, если радиационный пирометр показывает температуру Т_рад= 2,5 кК. Принять, что поглощательная способность для вольфрама не зависит от частоты излучения и равна a_i = 0,35.

542. Черное тело имеет температуру Т₁ = 500 К. Како­ва будет температура Т₂ тела, если в результате нагрева­ния поток излучения увеличится в п = 5 раз?

543. Температура абсолютно черного тела Т = 2 кК. Определить длину волны λ_т, на которую приходится мак­симум энергии излучения, и спектральную плотность энергетической светимости (излучательности) (r_λ,T)_max для этой длины волны.

544. Определить температуру Т и энергетическую светимость (излучательность) R_e абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения приходится на длину волны λ_т = 600 нм.

545. Из смотрового окошечка печи излучается поток Ф_е = 4 кДж/мин. Определить температуру Т печи, если площадь окошечка S = 8 см².

546. Поток излучения абсолютно черного тела Ф_е = 10 кВт. Максимум энергии излучения приходится на длину волны λ_m = 0,8 мкм. Определить площадь S излучающей поверхности,

547. Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно черного тела, если максимум энергии излуче­ния переместится с красной границы видимого спектра (λ_m1 = 780 нм) на фиолетовую (λ_m2 = 390 нм)?

548. Определить поглощательную способность а_т се­рого тела, для которого температура, измеренная радиа­ционным пирометром, T_рад = 1,4 кК, тогда как истинная температура Т тела равна 3,2 кК.

549. Муфельная печь, потребляющая мощность Р= 1 кВт, имеет отверстие площадью S = 100 см². Определить долю η мощности, рассеиваемой стенками печи, если температура ее внутренней поверхности равна 1 кК.

550. Средняя энергетическая светимость R поверхно­сти Земли равна 0,54 Дж/(см²∙мин). Какова должна быть температура Т поверхности Земли, если условно считать, что она излучает как серое тело с коэффициен­том черноты а_т= 0,25?

551. Красная граница фотоэффекта для цинка λ₀ = 310 нм. Определить максимальную кинетическую, энергию T_тах фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цинк падает свет с длиной волны λ= 200 нм.

552. На поверхность калия падает свет с длиной волны λ = 150 нм. Определить максимальную кинетиче­скую энергию T_max фотоэлектронов.

553. Фотон с энергией ε = 10 эВ падает на серебряную пластину и вызывает фотоэффект. Определить им­пульс р, полученный пластиной, если принять, что на­правления движения фотона и фотоэлектрона лежат на одной прямой, перпендикулярной поверхности пластин.

554. На фотоэлемент с катодом из лития падает свет с длиной волны λ = 200 нм. Найти наименьшее значение задерживающей разности потенциалов U_min которую нужно приложить к фотоэлементу, чтобы прекратить фототок.

555. Какова должна быть длина волны γ-излучения, падающего на платиновую пластину, чтобы максималь­ная скорость фотоэлектронов была υ_max = 3 Мм/с?

556. На металлическую пластину направлен пучок ультрафиолетового излучения (λ = 0,25 мкм). Фототок прекращается при минимальной задерживающей раз­ности потенциалов U_min = 0,96 В. Определить работу выхода A электронов из металла.

557. На поверхность металла падает монохроматический свет с длиной волны λ = 0,1 мкм. Красная граница фото­эффекта λ₀ = 0,3 мкм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энер­гии?

558. На металл падает рентгеновское излучение с дли­ной волны λ = 1 нм. Пренебрегая работой выхода, опре­делить максимальную скорость υ_max фотоэлектронов.

559. На металлическую пластину направлен моно­хроматический пучок света с частотой v = 7,3∙10¹⁴ Гц. Красная граница λ₀ фотоэффекта для данного материала равна 560 нм. Определить максимальную скорость v_max фотоэлектронов.

560. На цинковую пластину направлен монохрома­тический пучок света. Фототок прекращается при задер­живающей разности потенциалов U = 1,5 В. Определить длину волны λ света, падающего на пластину.

561. Фотон при эффекте Комптона на свободном электроне был рассеян на угол ζ = π/2. Определить импульс р (вМэВ/с)*, приобретенный электроном, если энергия фотона до рассеяния была ε₁= 1,02 МэВ.

562. Рентгеновское излучение (λ = 1 нм) рассеивается электронами, которые можно считать практически сво­бодными. Определить максимальную длину волны λ_max рентгеновского излучения в рассеянном пучке.

563. Какая доля энергии фотона приходится при эффекте Комптона на электрон отдачи, если рассеяние фотона происходит на угол ζ=π/2? Энергия фотона до рассеяния ε₁= 0,51 МэВ.

564. Определить максимальное изменение длины волны (∆λ)_таx при комптоновском рассеянии света на свободных электронах и свободных протонах.

565. Фотон с длиной волны λ₁ = 15 им рассеялся на свободном электроне. Длина волны рассеянного фотона λ₂= 16 пм. Определить угол ζ рассеяния.

566. Фотон с энергией ε₁ = 0,51 МэВ был рассеян при эффекте Комптона на свободном электроне на угол ζ = 180°. Определить кинетическую энергию Т электрона отдачи.

567. В результате эффекта Комптона фотон с энер­гией ε₁ = 1,02 МэВ рассеян на свободных электронах на угол ζ=150°. Определить энергию ε₂ рассеянного фотона.

568. Определить угол ζ, на который был рассеян квант с энергией ε₁ = 1,53 МэВ при эффекте Комптона, если кинетическая энергия электрона отдачи T=0,51МэВ.

569. Фотон с энергией ε₁ = 0,51 МэВ при рассеянии на свободном электроне потерял половину своей энергии. Определить угол рассеяния ζ.

570. Определить импульс р_е электрона отдачи, если фотон с энергией ε₁ = 1,53 МэВ в результате рассеяния на свободном электроне потерял ¹/₃ своей энергии.

571. Определить энергетическую освещенность (облу­ченность) Е_е зеркальной поверхности, если давление р, производимое излучением, равно 40 мкПа. Излучение падает нормально к поверхности.

572. Давление р света с длиной волны λ = 40 нм, падающего нормально на черную поверхность, равно 2 нПа. Определить число N фотонов, падающих за время t = 10 с на площадь S = 1 мм² этой поверхности.

573. Определить коэффициент отражения ρ поверх­ности, если при энергетической освещенности Е_е = 120 Вт/м² давление р света на нее оказалось равным 0,5 мкПа.

574. Давление света, производимое на зеркальную поверхность, р = 5 мПа. Определить концентрацию n₀ фотонов вблизи поверхности, если длина волны света, падающего на поверхность, λ = 0,5 мкм.

575. На расстоянии r = 5 м от точечного монохрома­тического (λ = 0,5 мкм) изотропного источника распо­ложена площадка (S = 8 мм²) перпендикулярно падающим пучкам. Определить число N фотонов, ежесекундно падающих на площадку. Мощность излучения Р = 100 Вт.

576. На зеркальную поверхность под углом α =60° к нормали падает пучок монохроматического света (λ = 590 нм). Плотность потока энергии светового пучка φ = 1 кВт/м². Определить давление р, производи­мое светом на зеркальную поверхность.

577. Свет падает нормально на зеркальную поверх­ность, находящуюся на расстоянии r =10 см от точеч­ного изотропного излучателя. При какой мощности Р излучателя давление р на зеркальную поверхность будет равным 1 мПа?

578. Свет с длиной волны λ = 600 нм нормально пада­ет на зеркальную поверхность и производит на нее дав­ление р = 4мкПа. Определить число N фотонов, падаю­щих за время t = 10 с на площадь S = 1 мм² этой по­верхности.

579. На зеркальную поверхность площадью S = 6 см² падает нормально поток излучения Ф_е = 0,8 Вт. Опреде­лить давление р и силу давления F света на эту поверх­ность.

580. Точечный источник монохроматического (λ = 1 нм) излучения находится в центре сферической зачерненной колбы радиусом R = 10 см. Определить световое давле­ние р, производимое на внутреннюю поверхность колбы, если мощность источника Р = 1 кВт.