Физика Кужир

Кужир П.Г.   Физика: Учебно-методическое пособие для студентов МИДО, ФЭС, СФ

Все варианты готовы

Оптика, атомная и ядерная физика: Контрольные задания и учебные материалы / П.Г.Кужир.– М.:БНТУ, 2009.

Контрольная работа

501.       На поверхность стеклянного объектива (n = 1,5) нанесена тонкая пленка, показатель преломления которой n = 1,2 («просветляющая» пленка). При какой наименьшей толщине этой пленки произойдет максимальное ослабление отраженного света с длиной волны 550 нм?

502.       На стеклянную пластину (n = 1,5) нанесен тонкий слой прозрачного вещества с показателем преломления n = 1,3. Пластинка освещена параллельным пучком монохроматического света с длиной волны  = 640 нм, падающим на пластинку нормально. Какую минимальную толщину dmin должен иметь слой, чтобы отраженный пучок имел наименьшую яркость?

503.       На тонкую глицериновую пленку толщиной d = 1,5 мкм нормально к ее поверхности падает белый свет. Определить длины волн  лучей видимого участка спектра (0,4    7,6 мкм), которые будут ослаблены в результате интерференции.

504.       На мыльную пленку (n = 1,33) падает белый свет под углом 45о. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый цвет ( = 600 нм)?

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

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

507.       Между 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  = 0,6 мкм равен 0,82 мм. Радиус кривизны линзы R = 0,5 м.

508.       На мыльную пленку (n = 1,3), находящуюся в воздухе, падает нормально пучок лучей белого света. При какой наименьшей толщине отраженный свет с длиной волны  = 0,55 мкм окажется максимально усиленным в результате интерференции?

509.       Установка для наблюдения колец Ньютона освещается нормально падающим монохроматическим светом ( = 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.

510.       Плосковыпуклая стеклянная линза с оптической силой в одну диоптрию лежит выпуклой стороной на стеклянной пластинке. Радиус пятого темного кольца Ньютона в проходящем свете r5 = 1,1 мм. Определить длину световой волны .

511.       На дифракционную решетку, содержащую n = 400 штрихов на 1 мм, падает нормально монохроматический свет ( = 0,6 мкм). Найти общее число дифракционных максимумов, которые дает эта решетка. Определить угол  дифракции, соответствующий последнему максимуму.

512.       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 длина волны  = = 780 нм спектра третьего порядка?

513.       На дифракционную решетку нормально падает пучок света. Чему должна быть равна постоянная дифракционной решетки, чтобы в направлении  = 41о совпадали максимумы двух линий: 1 = 653,3 нм и 2 = 410,2 нм?

514.       На дифракционную решетку нормально падает пучок света. Красная линия ( = 630 нм) видна в спектре третьего порядка под углом  = 60. 1) Какая спектральная линия видна под этим же углом в спектре четвертого порядка? 2) Какое число штрихов на 1 мм длины имеет дифракционная решетка?

515.       На непрозрачную пластину с узкой щелью падает нормально плоская монохроматическая световая волна ( = 600 нм). Угол отклонения лучей, соответствующих второму дифракционному максимуму,  = 20. Определить ширину а щели.

516.       На дифракционную решетку, содержащую n = 100 штрихов на 1 мм, нормально падает монохроматический свет. Зрительная труба спектрометра наведена на максимум второго порядка. Чтобы навести трубу на другой максимум того же порядка, ее нужно повернуть на угол  = 16. Определить длину волны  света, падающего на решетку.

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

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

519.       На пластину с щелью, ширина которой а = 0,05 мм, падает нормально монохроматический свет с длиной волны  = 0,7 мкм. Определить угол  отклонения лучей, соответствующий первому дифракционному максимуму.

520.       Дифракционная решетка, освещенная нормально падающим монохроматическим светом, отклоняет спектр третьего порядка на угол 1 = 30. На какой угол 2  отклоняет она спектр четвертого порядка?

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

522.       Пучок света последовательно проходит через два николя, плоскости пропускания которых образуют между собой угол  = 40. Принимая, что потери интенсивности света на отражение и поглощение в каждом николе составляют 15%, найти во сколько раз пучок света, выходящий из второго николя, ослаблен по сравнению с пучком, падающим на первый николь.

523.       Угол падения i луча на поверхность стекла равен 60. При этом отраженный пучок света оказывается максимально поляризованным. Определить угол r преломления луча.

524.       Угол i между плоскостями пропускания поляроидов равен 50. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в n = 8 раз. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент поглощения k света в поляроидах.

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

526.       Пучок света переходит из жидкости в стекло. Угол падения i пучка равен 60, угол преломления r = 50. При каком угле падения iв пучок света, отраженный от границы раздела этих сред, будет максимально поляризован?

527.       Угол преломления луча в жидкости r  = 35. Определить показатель преломления n жидкости, если известно, что отраженный пучок света максимально поляризован.

528.       Естественный свет проходит через поляризатор и анализатор, поставленные так, что угол между их главными плоскостями равен . Как поляризатор, так и анализатор поглощают и отражают 8% падающего на них света. Оказалось, что интенсивность луча, вышедшего из анализатора, равна 9% интенсивности естественного света, падающего на поляризатор. Найти угол .

529.       Угол Брюстера iв  при падении света из воздуха на кристалл каменной соли равен 57о. Определить скорость света в этом кристалле.

530.       Луч света проходит через жидкость, налитую в стеклянный (n = 1,5) сосуд, и отражается от дна. Отраженный луч полностью поляризован при попадании его на дно сосуда под углом 4237. Найти показатель преломления жидкости.

531.       Абсолютно черное тело имеет температуру Т1 = 500 К. Какова будет температура Т2  тела, если в результате нагревания поток излучения увеличится в n = 5 раз?

532.       Определить температуру Т и энергетическую светимость Re абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения приходится на длину волны m = 600 нм.

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

534.       Поток излучения абсолютно черного тела Фe = 10 кВт. Максимум энергии излучения приходится на длину волны m = 0,8 мкм. Определить площадь S излучающей поверхности.

535.       Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения переместится с красной границы видимого спектра (m1 = 760 нм) на фиолетовую (m2 = 390 нм)?

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

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

538.       Вычислить энергию, излучаемую за время t = 1 мин с площади S = 1 см2 абсолютно черного тела, температура которого Т = 1000 К.

539.       В каких областях спектра лежат длины волн, соответствующие максимуму спектральной плотности энергетической светимости, если источником света служит: 1) спираль электрической лампочки (Т = 3000 К); 2) поверхность Солнца (Т = 6000 К); 3) атомная бомба, в которой в момент взрыва развивается температура около 10 млн. градусов. Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.

540.       Мощность излучения абсолютно черного тела равна 34 кВт. Найти температуру этого тела, если известно, что поверхность его равна 0,6 м2.

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

542.       На поверхность калия падает свет с длиной волны  = 150 нм. Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов.

543.       На фотоэлемент с катодом из лития падает свет с длиной волны  = 200 нм. Найти наименьшее значение задерживающей разности потенциалов Uз min¬, которую нужно приложить к фотоэлементу, чтобы прекратить фототок.

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

545.       На металлическую пластину направлен пучок ультрафиолетового излучения ( = 0,25 мкм). Фототок прекращается при минимальной задерживающей разности потенциалов Uз min ¬= 0,96 В. Определить работу выхода А электронов из металла.

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

547.       На металлическую пластину направлен монохроматический пучок света с частотой  = 7,31014 Гц. Красная граница к фотоэффекта для данного материала равна 560 нм. Определить максимальную скорость vmax фотоэлектронов.

548.       На цинковую пластину направлен монохроматический пучок света. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов U3¬ = 1,5 В. Определить длину волны  света, падающего на пластину.

549.       На пластину падает монохроматический свет ( = 0,42 мкм). Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов U3¬ = 0,95 В. Определить работу А выхода электронов с поверхности пластины.

550.       На цинковую пластину падает пучок ультрафиолетового излучения ( = 0,2 мкм). Определить максимальную кинетическую энергию  и максимальную скорость vmax фотоэлектронов.

551.       Найти дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра атома  .

552.       Найти дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра атома гелия  .

553.       Найти дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра атома трития  .

554.       Найти дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра атома бериллия  .

555.       Найти дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра атома азота  .

556.       Найти дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра атома углерода  .

557.       Найти дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра атома бора  .

558.       Найти дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра атома углерода  .

559.       Найти дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра атома углерода  .

560.       Найти дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра атома кислорода  .

561.       Найти период полураспада Т1/2 радиоактивного изотопа, если его активность за время t = 10 сут уменьшилась на 24% по сравнению с первоначальной.

562.       Определить какая часть исходных радиоактивных ядер распадается за время равное трем периодам полураспада.

563.       Определить число N ядер, распадающихся в течение времени t = 1 мин, в радиоактивном образце, содержащем изотопы кальция  , массой m = 1 мг.

564.       Какая часть первоначального количества выпавших в результате аварии на ЧАЭС в апреле 1986 г. радионуклидов 131I, 137Cs, 90Sr и 239Pu распалась за прошедшее после аварии время?

565.       Счетчик  частиц, установленный вблизи радиоактивного изотопа, при первом измерении регистрировал N1 = 1400 частиц в минуту, а через время t = 4 ч – только N2 = 400. Определить период полураспада Т1/2 изотопа.

566.       Активность А некоторого изотопа за время t = 10 сут уменьшилась на 20%. Определить период полураспада Т1/2 этого изотопа.

567.       Из каждого миллиона атомов радиоактивного изотопа каждую секунду распадается 200 атомов. Определить период полураспада Т1/2 изотопа.

568.       Определить массу m изотопа  , имеющего активность А = 3·109 Бк.

569.       Определить промежуток времени, в течение которого активность изотопа 90Sr уменьшится в 10 раз.

570.       Какова масса изотопа  , активность которого равна 3,71010 Бк?

571.       В одном акте деления   освобождается энергия 200 МэВ. Определить: 1) энергию, выделяющуюся при распаде всех ядер этого изотопа урана массой m = 1 кг; 2) массу каменного угля с удельной теплотой сгорания q = 29,3 МДж/кг, эквивалентную в тепловом отношении 1 кг урана  .

572.       Мощность Р двигателя атомного судна составляет 15 МВт; его к.п.д. равен 30%. Определить месячный расход ядерного горючего при работе этого двигателя. За каждый акт деления   выделяется энергия 200 МэВ.

573.       Считая, что в одном акте деления ядра урана   освобождается энергия 200 МэВ, определить массу m этого изотопа, подвергшегося делению при взрыве атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 30106 кг, если тепловой эквивалент тротила равен 4,19 МДж/кг.

574.       Какое количество энергии освободится, если разделятся все ядра урана  , содержащиеся в 1 г? При делении одного ядра освобождается энергия 200 МэВ.

575.       Сколько ядер   должно делиться за 1 секунду, чтобы тепловая мощность ядерного реактора была равна 1 Вт? Считать, что при каждом распаде выделяется энергия 200 МэВ.

576.       Тепловая мощность ядерного реактора 10000 кВт. Какое количество   будет израсходовано реактором за сутки? При каждом распаде выделяется энергия 200 МэВ.

577.       Атомная электростанция мощностью 500 МВт имеет к.п.д. 20%. Определить годовой расход ядерного горючего, если в каждом акте деления   выделяется 200 МэВ энергии.

578.       Найти электрическую мощность атомной электростанции, расходующей 0,1 кг   в сутки, если к.п.д. станции равен 16%. В каждом акте деления   выделяется 200 МэВ энергии.

579.       Сколько   производит реактор мощностью 100 МВт в течение месяца, если принять, что в среднем в одном акте деления ядра   возникает 1,5ядра плутония и выделяется 200 МэВ энергии.

580.       Вычислить к.п.д. двигателей атомного ледокола, если мощность их Р1 = 3,2104 кВт, а атомный реактор расходует m = 200 г урана-235 в сутки. Вследствие деления одного ядра атома выделяется энергия Ео = 200 МэВ.