2014__ЗМтМб-14__Бирюков р.В.

Контрольная работа по физике № 3-4.

Молекулярная физика и термодинамика. Оптика. Квантовая, атомная и ядерная физика.

1. Водород занимает объем V = 10 м³ при давлении p₁ = 100 кПа. Его нагрели при постоянном объеме так, что давление стало p₂ = 300 кПа. Определить изменение внутренней энергии газа, работу, совершенную им, и теплоту, переданную газу. Ответ: DU = 5 МДж, А = 0, Q = 5 МДж

2. При нагревании ν =1 кмоль двухатомного газа его термодинамическая температура увеличивается от Т₁ до Т₂ = 1,5 Т₁. Найти изменение ΔS энтропии, если нагревание происходит изохорически.

Ответ: ΔS = 8,42 10³ Дж/К.

3. На установку для получения колец Ньютона падает нормально монохроматический свет (l = 0,5 мкм). Определить толщину воздушного слоя там, где наблюдается 5-е светлое кольцо в отраженном свете.

Ответ: d = 1,125 мкм.

4. Постоянная дифракционной решетки в n = 4 раза больше длины световой волны монохроматического света, нормально падающего на ее поверхность. Определить угол a между двумя первыми симметричными дифракционными максимумами. Ответ: a = 29⁰.

5. Интенсивность света, проходящего через 2 николя, уменьшается в 10 раз. Угол между их плоскостями пропускания j=60°. Определить коэффициенты поглощения света в каждом из николей.

Ответ:k=0,11.

6. Определить температуру тела, при которой оно при температуре окружающей среды t₀ = 23 °С излучает в 10 раз больше энергии, чем поглощает. Ответ: T = 526 К.

7. На поверхность калия падает ультрафиолетовый свет с длиной волны λ = 0,04 мкм. Определить величину задерживающей разности потенциалов, которую нужно приложить к фотоэлементу, чтобы фототок прекратился. Работа выхода А_вых = 2 эВ. Ответ: U_з = 29В.

8. Фотон при эффекте Комптона рассеялся на свободном электроне на угол π/4. Определить энергию падающего фотона, если длина волны рассеянного фотона λ₂ = 11,3пм.

Ответ: ε₁ = 0,12МэВ.

9. При какой скорости V электрона его дебройлевская длина волны будет равна: 1) 650 нм, 2) 3 пм?

Ответ: V₁ = 1,1·10³ м/с, V₂ = 1,9·10⁸ м/с.

10. Определить длину волны спектральной линии, соответствующей переходу электрона в атоме водорода с шестого энергетического уровня на второй. К какой серии относится эта линия и какая она по счёту в этой серии? Ответ: λ = 0,41 мкм; 4-ая линия серии Бальмера.

11. Сколько ядер распадается за 1 с в куске урана массой 1 кг? Период полураспада Т_1/2 = 4,51·10⁹ лет.

Ответ: ΔN = 1,23×10⁷ расп/с.

12. Энергия связи ядра, состоящего из двух протонов и одного нейтрона, равна 7,72 МэВ. Определите массу нейтрального атома, имеющего это ядро. Ответ: m_А = 3,01603 а.е.м.

2014__ЗМтМб-14__Братцев м.А.

Контрольная работа по физике № 3-4.

Молекулярная физика и термодинамика. Оптика. Квантовая, атомная и ядерная физика.

1. 1 кмоль азота, находящегося при нормальных условиях (t = 0°С, р = 10⁵ Па), расширяется адиабатически от объема V₁ до объема V₂ = 5 V₁. Найти изменение внутренней энергии газа и работу, совершенную газом при расширении. Ответ: DU = -2,69 МДж, А = 2,69 МДж

2. При нагревании 8 г аргона его абсолютная температура увеличилась в 2 раза. Определить изменение энтропии при изохорическом и изобарическом нагревании.

Ответ: DS_v = 1,73 Дж/К, DS_p = 2,88 Дж/К.

3. На стеклянный клин с показателем преломления n=1,5 нормально к его грани падает монохроматический свет. Преломляющий угол клина равен 4¢. Определить длину световой волны, если расстояние между двумя соседними интерференционными максимумами в отраженном свете равно 0,2 мм.

Ответ: l = 699 нм.

4. На дифракционную решетку длиной L=1,5мм, содержащую N = 300 штрихов, падает нормально монохроматический свет с длиной волны l=550 нм. Определить: 1) число максимумов, наблюдаемых в спектре дифракционной решетки; 2) угол, соответствующий последнему максимуму.

Ответ: k_общ = 19; j_max » 82⁰.

5. Луч естественного света последовательно проходит через 2 поляризационные призмы, угол между главными плоскостями которых j=60°. Какая доля начального светового потока выйдет из анализатора? Потерями света пренебречь. Ответ: I₂/I₀=1/8.

6. Абсолютно чёрное тело находится при температуре T₁ = 290 К. При нагревании тела длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на Δλ = 6 мкм. Определить температуру T₂, до которой нагрелось тело.

Ответ: T₂ = 725 К.

7. Какую максимальную скорость могут получить вырванные из калия электроны при облучении его ультрафиолетовым светом с длинной волны l=0,2мкм? Работа выхода для калия равна А_вых =2 эВ.

Ответ: v_max= 1,22ּ10⁶ м/с.

8. Определить скорость электрона отдачи при эффекте Комптона, если фотон с энергией, равной энергии покоя электрона, был рассеян на угол q = 180°. Ответ: u = 2,4ּ10⁸ м/с.

9. Электрон обладает кинетической энергией Т = 1 кэВ. Определите длину волны де Бройля для такого электрона. Ответ: l_Б = 38,8 пм.

10. Определить энергию фотона, соответствующую самой длинноволновой линии серии Лаймана.

Ответ: 10,2 эВ.

11. Определить, сколько ядер радиоактивного изотопа висмута массой m = 1 мг распадётся в течение t = 35 часов. Период полураспада Т_1/2 = 5,02 суток.

Ответ: ΔN = 5,23·10¹⁷.

12. Определите энергию Е, которую нужно затратить для отрыва нейтрона от ядра .

Ответ: Е = 12,41 МэВ.