December 03 2016 02:22:14
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Задачи по физике колебаний и волн
ФИЗИКА КОЛЕБАНИЙ И ВОЛН. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА. Методические указания

УЧЕБНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ФИЗИКЕ

по курсу «Физика колебаний и волн.

квантовая физика»

Задание 1

  1. Электромагнитные волны


1. Электрический дипольный момент, направленный вдоль оси x, изменяется во времени согласно выражению

                                        img11,
где
img12 - постоянная, w - частота колебаний и img13 - коэффициент  затухания (img14<<w). Определить зависимость мощности излучения от времени, среднюю за период колебания мощность и нарисовать диаграмму направленности излучения диполя.

2. Импульс лазерного излучения в вакууме имеет длину волны l=1 мкм, длительность t=1 мкс, площадь поперечного сечения d=1 ммimg15 и энергию W=1 Дж. Рассматривая излучение как ограниченную плоскую монохроматическую волну, определить:

а) плотность энергии,

б) интенсивность,

в) амплитуду  электрического поля,

г)  амплитуду магнитного поля.

3. Определить интенсивность плоской монохроматической волны в вакууме, если амплитуда

а) электрического поля img16=10 в/м,

б)  магнитного поля img17=1 А/м.

  1. Интерференция плоских волн


4. Определить амплитуду и фазу результирующих колебаний в точке, где происходит наложение трех плоских монохроматических волн с одинаковыми частотами и поляризациями, если амплитуды всех волн равны A, а их фазы в данной точке img18 и img19.

5. При какой разности хода лучей 1 и 2 в точке наблюдения P будет: а) максимум интенсивности, б) минимум интенсивности? Длина волны излучения l и поляризации лучей в точке P одинаковые. Означает ли уменьшение интенсивности в точке P, что энергия излучения превращается в другую форму энергии?

6. На плоский экран падают две плоские монохроматические волны, имеющие одинаковые частоту n и поляризацию. Волновые векторы этих волн img20 и img21 ориентированы симметрично относительно нормали к экрану и образуют с нормалью угол a. Найти ширину  интерференционных полос, наблюдаемых на экране.

  1. Интерференция сферических волн


7. Построить диаграмму направленности излучения системы из двух источников сферических монохроматических волн одинаковой мощности и частоты, если расстояние между источниками img22img23, где l - длина волны излучения.

8. Как изменится диаграмма направленности излучения системы, описанной в задаче 8, если источники сдвинуты по фазе на img24?

  1. Дифракция плоской волны в приближении Фраунгофера


9. Плоская монохроматическая волна с длиной волны l нормально падает на непрозрачный экран с двумя параллельными щелями шириной b, находящимися на расстоянии d друг от друга. При каком условии

дифракционный минимум первого порядка для отдельной щели совпадает с интерференционным максимумом порядка m?

10. Как изменится интерференционная картина, наблюдаемая при нормальном освещении монохроматическим светом двух длинных параллельных щелей в непрозрачном экране, если

     а) расстояние d между щелями увеличить в 2 раза,

     б) ширину b каждой щели уменьшить в два раза?

  1. Дифракционная решетка


11. На дифракционную решетку с периодом d=3 мкм нормально падает монохроматическая волна с длиной волны l=5890img25. Оценить возможный наибольший порядок, получаемый с помощью данной дифракционной решетки, используя а) закономерности интерференции и б) закономерности дифракции, если ширина щели b=1,5 мкм.

12. Желтая линия спектра излучения натрия представляет собой две спектральные линии с длинами волн img26=589,9 нм иimg27=589,66 нм. Можно ли разрешить эти две линии с помощью дифракционной решетки шириной 5 см, имеющей 100 штрихов на 1 мм?

13. Могут ли перекрываться спектры первого и второго порядков при нормальном освещении дифракционной решетки видимым светом с длинами волн в диапазоне 4000¸7000 img28?


Задание 2


  1. Внешний фотоэффект и эффект Комптона


14. Работа выхода электрона для никеля img29= 4,84 эВ. Определить длину волны, соответствующую красной границе фотоэффекта.

15. Определить максимальную скорость фотоэлектронов, вылетающих из медного электрода, освещаемого излучением с длиной волны l = 250 нм. Работа выхода электрона для меди img30= 4,17 эВ.

16. Определить импульс фотона с энергией img31 Дж, если скорость света img32 м/с.

17.Фотон с длиной волны l = 0,07 нм рассеивается на свободном покоящемся электроне под углом q = p/2.Определить долю энергии, потерянной фотоном, и скорость электрона, полученную в результате рассеяния фотона.

  1. Энергетический спектр атома водорода


18. Определить минимальную частоту излучения, необходимую для ионизации атома водорода в первом возбужденном состоянии.

19. Определить длину волны фотона, излучаемого атомом водорода при переходе с первого возбужденного уровня в основное состояние

а) без учета отдачи атома,

б) с учетом отдачи атома.

  1. Соотношение неопределенностей


20. Найти волновые функции стационарных состояний свободной частицы массой m.

21. Определить длину волны де Бройля для стационарного состояния свободной частицы массой m с энергией E.

22. Используя соотношение неопределенностей, оценить энергию основного состояния электрона в бесконечно глубокой потенциальной яме шириной d=img33 см. Сравнить полученное значение с энергией основного состояния атома водорода.

23. Используя соотношение неопределенностей, оценить кинетическую энергию нуклона в ядре радиусом r=img34 см.

24. Пучок электронов, летящих со скоростью V=10img35 м/с вдоль оси z, проходит через щель шириной b=0,1 мм в экране, расположенном перпендикулярно оси  z. Определить ширину Dx центрального дифракционного максимума, наблюдаемого на расстоянии L=1 м от экрана. Щель расположена параллельно оси y.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.06 секунд 4,189,915 уникальных посетителей