Контрольная работа 3 по дисциплине Физика Вариант 5 студент грлт79. Кирьянов A. В
 Скачать 164.49 Kb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное Учреждение высшего образования «Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОМИИТ)) Кафедра: «Физика и химия» Контрольная работа №3 по дисциплине «Физика» Вариант №5 Выполнил: студент грЛТ-79. Кирьянов A.В. Шифр: 90150 Руководитель: Сосновский Ю. М. Омск 2021 5) На поверхность стеклянного объектива нанесена тонкая прозрачная пленка с показателем преломления 1,3. Пленка освещается параллельным пучком белого света, падающим на нее нормально. Какова минимальная толщина пленки, при которой она в отраженных лучах оказывается окрашенной в красный свет длиной волны 640 нм? В какой цвет окрашена пленка в проходящем свете?  Дано: n = 1; n1 = 1,3; n2 = 1,5; λ = 640нм = 64010-9 м.  Найти: dmin - ? λ1 - ? Решение. В отраженном свете  Оптическая разность хода световых лучей, отраженных от двух поверхностей тонкой пленки равна:  + λ/2- λ/2=2dn1где d – толщина пленки; n1 – показатель преломления пленки; Поскольку при отражении от границы воздух-пленка разность хода изменяется на пол волны, т.к. она оптически более плотная чем воздух, а при отражении от границы пленка-стекло разность хода также изменяется на λ/2, т.к. пленка менее плотная, чем стекло. Пленка будет окрашена, если для падающих лучей с длиной волны λ будет выполняться условие максимального усиления света, т.е.  , (k = 1,2,3,…)Тогда приравняв правые части выражений, получим:  , откуда  Очевидно, что толщина пленки будет минимальной при k = 1, тогда   В проходящем свете  В этом случае интерферируют два луча; один проходит через пленку без отражения (луч 1), второй (луч 2) – испытав отражение на обеих поверхностях пленки (точки А и В). При отражении в точке А происходит изменение фазы, так как  . Разность хода лучей в случае нормального падения лучей  .Условие максимума:   .  Интервал длин волн видимого света: 4,0∙10-7 ≤ λ ≤ 8,0∙10-7 (м). При m=1  м –не соответствует видимому свету При m=2  м – фиолетовый цветВ проходящем свете пленка будет окрашена в фиолетовый свет λ1 = 426·10-9 м (для фиолетового цвета длина волны 380 ÷ 430 нм) Ответ: dmin = 246·10-9 м; λ1 = 4,26·10-7 м. 15) Угол преломления луча в жидкости равен 35°. Определить показатель преломления жидкости, если известно, что отраженный луч максимально поляризован.  Дано: i2= 30° n1=1 Найти:n2 Решение: Отраженный луч максимально поляризован при угле падения, удовлетворяющему закону Брюстера:  , где  - относительный показатель преломления среды (жидкости). n При падении света под углом Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимноперпендикулярны:  .Тогда  Ответ:  25) Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектронов, если красная граница фотоэффекта равна 600 нм, кинетическая энергия фотоэлектронов – 3 эВ? Дано: 0 =600 нм=610-7 м Ек=3 эВ Найти: k Решение: Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта  Авых— работа выхода электрона из металла; Ек - максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона Красная граница фотоэффекта  0 — максимальная длина волны излучения, при которой фотоэффект еще возможен Доля энергии падающего фотона расходуемая на совершение работы выхода   Переведем Ек из эВ в Дж: 1эВ=1,610-19 Дж.  Дж Ответ:  35) Какую энергию необходимо дополнительно сообщить электрону, чтобы его дебройлевская длина волны уменьшилась от 100 до 50 пм? Дано:  = 100 пм=10-10 м  2 =50 пм=5∙10-11 м Найти: Т Решение: Согласно гипотезе де Бройля любая движущаяся частица имеет волновые свойства и для нее можно вычислить дебройлевскую длину волны λБ по формуле де Бройля:  , где h- постоянная Планка, р- импульс электрона.Для нерелятивистской частицы длина волны де Бройля  , где h- постоянная Планка, m- масса электрона.Скорость электрона  м/с<Сообщенная энергия будет расходоваться на изменение кинетической энергии частицы:  Или, учитывая, что  Тогда   .Отсюда  Подставляем данные:  Дж.Переведем энергиюиз Дж в эВ: 1эВ=1,610-19 Дж.  эВОтвет:  эВ.45) Найти наименьшую длину волны в серии Лаймана в спектре водорода. Какую ускоряющую разность потенциалов должны пройти электроны, чтобы при возбуждении ими атома водорода появилась эта линия? Решение задачи пояснить схемой. Дано: серия Л  айманаНайти: λmin, U Решение: В ультрафиолетовой области спектра находятся линии серии Лаймана. Энергия электрона в атоме водорода  .Согласно второму постулату Бора, энергия фотона, поглощенного или излучаемого атомом при переходе электрона с одного энергетического уровня на любой другой будет определяться разницей энергий этих двух состояний:  Энергия фотона =hv, где h- постоянная Планка h=6,6310-34 Джс, v- частота света. Частота света связана с длиной волны соотношением:  , где с –скорость света в вакууме с=3108 м/с. Тогда энергия фотона  .Тогда  .В серии Лаймана переход осуществляется на вторую орбиту со всех вышележащих, т.е. k=2, n=3,4,5,….,  .Наименьшую длину волны спектральной линии водорода в ультрафиолетовой области спектра найдем для перехода   м =91 нмМинимальное значение энергии бомбардирующего атом электрона, который переведет электрон атома в состояние с n=∞, соответствует переходу 1→∞  эВЕсли эту энергию бомбардирующему электрону сообщает электрическое поле, то W=eU  эВ=1,9310-18 ДжТогда  Ответ: наименьшая длина волны в серии Лаймана в спектре водорода  м =91 нм,   55) В результате радиоактивного альфа - распада ядра радия  образуется некий химический элемент. Определить, сколько протонов и сколько нейтронов находится в этом химическом элементе.Дано:  Найти:  , Z, NРешение:  -распад – это образование нового ядра с испусканием -частицы (ядро атома гелия  ), В любой ядерной реакции выполняется закон сохранения зарядовых и массовых чисел: Тогда Z=88-2=86 А=226-4=222 Следовательно,  .Определяем по таблице Менделеева  -радон Ядро содержит Z=86 протонов и N=A-Z=222-86=136 нейтроновОтвет: -радон, Z=86 протонов и N=136 нейтронов |