УМК Физика. Часть 2. Тема 6 Электричество и магнетизм

• Название: Тема 6 Электричество и магнетизм
• Анкор: УМК Физика. Часть 2.docx
• Дата: 17.01.2018
• Размер: 374.52 Kb.
• Имя файла: УМК Физика. Часть 2.docx
• Тип: Документы; #14404
• страница: 6 из 10

Тема № 15 Фотоэффект
15.1(21) Явление испускания электронов веществом под действием электромагнитного излучения называется :

1. 
   фотоэффектом; 2) ударной ионизацией; 3) фотосинтезом; 4) электризацией; 5) свечением.
   

15.2 Фотон с длиной волны λ = 200 нм выбивает из металла электроны с энергией 2,0 эВ. Определите работу выхода электронов для этого металла. Постоянная Планка h=6,63 10^-34 Дж с.

1. 
   3,2 эВ.
   

15.3 Определите длину волны, соответствующей красной границе фотоэффекта для вещества с работой выхода 2,5 эВ.

1) 500 нм.

15.4 До какого максимального потенциала зарядится удалённый от других тел медный шарик при облучении его электромагнитным излучением с длиной волны λ = 140 нм? А_вых = 4,5 эВ.

1. 
   4,4 В.
   

15.5 Определите наибольшую длину волны света, при которой может произойти фотоэффект для платины, если работа выхода равна 8,5 10 ^{– 19} Дж. Масса электрона m_{е = 9,1 10} ^{– 31} кг.

15.6 Определите наибольшую скорость электрона, вылетевшего из цезия ( А = 2 эВ), при освещении его светом с длиной волны 400 нм.

15.7 Красная граница фотоэффекта для калия соответствует длине волны 577 нм. При какой разности потенциалов между электродами прекратится эмиссия электронов с коверхности калия, если катод освезать светом с длиной волны 400 нм ?

15.8 На поверхность металла падает поток излучения с длиной волны 360нм, мощность которого равна 5 мкВт. Определите силу тока насыщения, если 5% всех падающих фотонов выбивают из металла электроны.

15.9(23) Длина волны де Бройля частицы уменьшилась в 2 раза. Как изменилась скорость этой частицы?

1. 
   увеличилась в 2 раза.
   

15. 10 Определите длину волны де Бройля , соответствующей электрону, движущемуся со скоростью 6000 км/с.

1) 0,12 нм.

Тема № 16 Спектры атома водорода
16.1(25) Испусканием ядер гелия обязательно сопровождается :

1) α – распад.

16.2 Образующиеся при радиоактивных превращениях γ – лучи представляют собой:

1. 
   электромагнитные волны.
   

16.3 Атом переходит из стационарного состояния с энергией -1,3 эВ в состояние с энергией 3,2 эВ. Определите длину волны излученного кванта.

1. 
   650 нм.
   

16.4(22) Температура абсолютно чёрного тела увеличилась в 2 раза. При этом энергия излучения:

1. 
   увеличилась в 16 раз.
   

16.5 На какую длину волны приходится максимум излучения кипящей при нормальном атмосферном давлении воды ? Постоянная Вина равна 2,9 10^-3 К м.

16.6 Энергия ионизации атома водорода равна 13,6 эВ. Определите радиус первой боровской орбиты для этого атома.

16.7Первая линия спектральной серии Лаймана ( n = 1) для атома водорода равна 122 нм. Определите длину волны второй линии в этой серии.

1. 
   103нм.
   

16.8 Определите длину волны второй линии серии Бальмера спектре излучения атома водорода, если длина волны первой линии серии Лаймана равна 122 нм.

1. 
   488 нм.
   

16.9 При переходе электрона с некоторой орбиты на вторую атом водорода изпускает фотон с длиной волны 434 нм. Определите номер неизвестной орбиты.

16.10 При излучении атомом водорода фотона полная энергия этого атома изменились на 2,56 эВ. Определите длину волны фотона.
Тема № 17 Закон радиоактивного распада
17.1 Какой изотоп образуется из урана ²³⁹U после двух β – распадов и одного α – распада ?

1) ²³⁵U

17.2 Сколько β – распадов происходит при превращении U в Pb ?

1) 6

17.3 Сколько α – распадов происходит при превращении в Pb ?

1) 8

17.4 При α - распаде радия Ra образуется радон Rn. Сравните скорости образовавшихся ядер, считая, что до распада ядро радия покоилось. V_α/V_Rn = ?

1) 56

17.5 При α – распаде радия образуется радон . Сравните кинетические энергии образовавшихся ядер, считая , что до распада ядро радия покоилось. Е_α/Е_Rn = ?

1) 56

17.6(24) Какая доля радиоактивных атомов распадается через интервал времени, равный двум периодам полураспада ?

1) 75%

17.7 Какая доля радиоактивных атомов распадается через интервал времени, равный половине периода полураспада ?

1) 29%

17.8 Период полураспада ядер U равен 4,5 10⁹ лет. В урановой руде отношение числа ядер урана к числу ядер свинца Pb равно 2,8. Оцените возраст руды, считая , что весь свинец является конечным продуктом распада уранового ряда.

1) 2,0 10⁹ лет

17.9 Период полураспада полония составляет 138 дней. Через сколько лет из 1 кг полония останется только 1г ?

1) 3,8 лет

17.10 Первоначально в сосуде находилось 300 г некоторого радиоактивного изотопа, через 10 дней масса атомов изотопа стала равной 200 г. Через какой промежуток времени масса изотопа станет равной 100 г ?

1) 17 дней

17.11 Определите возраст древних деревянных предметов, если известно, что удельная активность изотопа у них составляет 0,6 удельной активности этого изотопа в только что срубленных деревьях. Период полураспада ядер равен 5570 лет.

1) 4,1 10³ лет

Тема № 18 Ядерные реакции
18.1 Какая энергия выделяется при ядерной реакции:

Н + Н = Не + n ?

m_d = 2,01410 а.е.м. ; m_t = 3,01605 а.е.м. ; m_α = 4,00260 а.е.м. ; m_n = 1?00867 а.е.м.

1. 
   17,6 МэВ
   

18.2 При делении одного ядра на два осколка выделяется энергия 200 МэВ. Какая энергия выделяется при «сжигании» в ядерном реакторе 1 г этого изотопа ?

1) 8,3 ГДж

18.3 Масса нейтрона равна 1,00867 а.е.м., масса протона 1,00783 а.е.м., масса изотопа

равна 15,99491 а.е.м. Определите среднюю энергию связи на один нуклон ядра

1) 8,0 МэВ

18.4 (26) Неизвестный радиоактивный элемент самопроизвольно распадается по схеме:

X = + + 3 n

Ядро этого элемента содержит: 1) 92 протона и 142 нейтрона; 2) 94 протона и 142 нейтрона;

2. 
   94 протона и 144 нейтрона; 4) 92 протона и 144 нейтрона.
   

18.5 Определите дефект массы ядра изотопа . m_p = 1,6724 10^-27 кг ; m_n = 1,6746 10^-27 кг; m_я = 33,1888 10^-27 кг.

18.6 В результате захвата нейтрона ядром атома изотопа образуется α-частица и неизвестный элемент. Напишите уравнение этой реакции.

18.7 Какую минимальную энергию необходимо затратить, чтобы полностью разрушить α-частицу?

18.8 Запишите схему ядерной реакции и определите неизвестный элемент, образующийся при бомбардировке ядер изотопа α-частицами, если известно, что один из продуктов реакции – нейтрон.

18.9 Какая часть ядер изтопа натрия распадается за 1 минуту , если перид полураспада равен 14, 8 часа.

Методические рекомендации преподавателям по преподаванию дисциплины
В Государственном Образовательном Стандарте по данной дисциплине предусмотрено чтение курса лекций и проведение практических занятий по решению задач. При разработке курса лекций рекомендуется учитывать специфику факультета, подбирать примеры использования законов физики в географии. Особое внимание следует обращать на разделы программы, которые далее используются в других дисциплинах учебного плана.

При организации практических занятий по решению задач необходимо особое внимание обращать на те разделы физики, которые недостаточно полно разбираются в курсе физики средней школы. За основу при составлении задач рекомендуется принять демонстрационный вариант интернет-тестирования студентов соответствующей специальности, задачи из которого в обязательном порядке включаются в перечень вопросов для подготовки к зачёту и экзкамену.

Главное внимание в процессе преподавания физики необходимо обращать на выяснение физического смысла и содержание основных положений и понятий физики. На первом плане должна находится логическая сторона предмета, следует обращать особое внимание на установление границ применимости физических законов, а также идеализированных моделей и схем, применяемых в физике. Такой подход к изучению природы ввёл в физику великий Ньютон, непревзойдённым мастером этого метода принципов был и великий физик Эйнштейн.

При изучении различных разделов физики рекомендуется традиционный порядок следования различных разделов,-механика, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм, оптика, релятивистская физик, атомная и ядерная физика, космология. Однако, например, излагать физические основы механики без всякой связи с другими разделами физики невозможно. Поэтому по мере необходимости следует давать некоторое представление об идеях теории относительности и квантовой физики, без которых невозможно точно установить границы применимости классической нерелятивистской механики. В основу изложения может быть положена зависимость массы от скорости, рассматриваемая как экспериментальный факт.

Методические рекомендации студентам по изучению дисциплины
При конспектировании лекций оставляйте на листе достаточно широкие поля для заметок и дополнений при последующей проработке лекционного материала. После лекции следует внимательно проработать свой конспект, в случае необходимости дополнить его, используя основную и дополнительную литературу. Если в литературе Вы не нашли ответов на свои вопросы, обратитесь к своему преподавателю во время консультаций или в перерывах между занятиями. Обязательно выделите в своём конспекте определения физических величин, формулировки законов и основные формулы.

После семинарских занятий обязательно разберите ход решения задач, дополните решения, в случае необходимости запишите в тетради условия задачи. Если Вы не можете самостоятельно вспомнить подробно решение задачи, задайте свои вопросы преподавателю на следующем семинарском занятии. После этого на чистом листе бумаги решите эти же задачи . Через некоторое время попробуйте решить те же задачи самостоятельно.

Приступая к решению задачи, хорошо вникните в её смысл и постановку вопроса. Если позволяет характер задачи, обязательно сделайте схематический рисунок, поясняющий её сущность, - это во многих случаях облегчает поиск решения. Решение задачи в общем виде позволяет исследовать влияние исходных данных на результат, проверка конечного результата по размерности облегчает проверку конечной формулы. Приступая к вычислениям, не забывайте правила действия с приближёнными числами. Обратите внимание на правдоподобность числового ответа.

При подготовке к зачёту или экзамену используйте тексты заданий, которые Вы получали на каждом семинарском занятии. Для начала решите демонстрационный вариант теста, который был разобран на последнем семинарском занятии. После этого выборочно решайте задачи из разных разделов самостоятельно.

Глоссарий
Адиабатическая оболочка. Состояние системы, заключённой в адиабатическую оболочку, не изменяется ни при каких изменениях температуры окружающих тел.

Адроны – элементарные частицы, принимающие участие в сильном взаимодействии. Они делятся на барионы и мезоны.

Внутренняя энергия.- .функция состояния убыль которой равна работе, совершённой над системой, заключённой в адиабатическую оболочку..

Второе начало термодинамики.- тепло не может самопроизвольно переходить от менее нагретого тела к более нагретому телу.

Второй закон Ньютона – изменение количества движения пропорционально действующей силе и происходит в направлении прямой вдоль которой эта сила действует.

Главная оптическая ось линзы – линия, проходящая через центры сферических поверхностей, образующих линзу.

Давление – отношение модуля силы, действующей перпендикулярно некоторой площадке, к площади этой площадки.

Действующее значение силы переменного тока- равно силе такого посточнного тока, при котором средняя мощность, выделяющаяся в резисторе в цепи переменного тока, равна мощности выделяющейся в том же проводнике в цепи постоянного тока.

Дефект массы атомного ядра – разность суммы масс протонов и нейтронов, составляющих ядро, и массы ядра.

Дифракция – отклонение от прямолинейного распространения света, если это не может быть истолковано как результат отражения, преломления или изгибания световых лучей в средах с непрерывно меняющимся показателем преломления.

Диэлектрическая проницаемость диэлектрика – показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух точечных зарядов в диэлектрике меньше, чем в вакууме.

Длина волны де Бройля – λ_Б = h/(m v), где h-постоянная Планка, m-масса частицы, v-скорость частицы.

Закон Био и Савара - В = μ₀І/(4π) [dl r]/r³, где В-индукция магнитного поля, І-сила тока , r-проведенный от элемента dl в данную точку.

Закон Джоуля-Ленца - Q = U I t , гдеU-напряжение,I-сила тока, Q-количество тепла, которое выделяется на нагрузке за время t.

Закон Ома в дифференциальной форме – j = λ Е, где j- плотность тока, λ-удельная проводимость вещества, Е-напряжённость электрического поля.

Закон Ома для переменного тока - U₀ = I₀ , где U₀ и I₀ – амплитудные значения напряжения и силы тока, ω-циклическая частота переменного тока.

Закон отражения света – падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью, проведённой к границе раздела в точке падения луча. Угол отражения равен углу падения

Закон преломления света Снеллиуса-Декарта – преломлённый луч лежит в плоскости падения, причём отношение синуса падения α к синусу угла преломления β зависит только от длины световой волны и называется относительным показателем преломления.

Закон радиоактивного распада - N = N₀ exp [-λt], где λ-постоянная радиоактивного распада, t-время.

Закон смещения Вина - λ_max T = const, где λmax – длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности излучения тела, Т- абсолютная температура.

Закон сохранения импульса – импульс системы сохраняется, если сумма внешних сил, действующих на систему, равна нулю.

Закон сохранения момента импульса – момент импульса сохраняется, если сумма моментов внешних сил, действующих на систему, равна нулю.

Закон сохранения полной механической энергии – полная механическая энергия системы тел, взаимодействующих силами упругости и тяготения, сохраняется.

Закон Стефана-Больцмана – интегральная плотность излучения абсолютно чёрного тела пропорциональна четвёртой степени абсолютной температуры Е = σ Т⁴

Закон тяготения Ньютона – любые дле частички материи взаимодействуют с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.

Закон электромагнитной индукции Фарадея – ЭДС индукции равна скорости изменения магнитного потока E = -dΦ/dt.

Индуктивность контура – коэффициент пропорциональности между магнитным потоком и силой тока в контуре Φ = L I.

Индукция магнитного поля . Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимальной силы Лоренца, действующей на движущийся заряд в магнитном поле, к его скорости и заряду B = F_max/(q v). Направление вектора можно определить с помощью магнитной стрелки.

Индуцированное излучение –Излучение возбуждённого атома может происходить под действием внешнего электромагнитного поля с частотой, равной собственной частоте перехода. Такое излучение называют вынужденным или индуцированным.

Интерференция – сложение в пространстве двух волн, при котором в разных его точках получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны.

Кварки – частицы, из которых состоят адроны. Все кварки имеют барионный заряд 1/3, а электрический заряд равен или 2/3 е, или – 1/3 е. В настоящее время известны 6 кварков и соответственно 6 антикварков

Коэффициент внутреннего трения – По формуле Ньютона сила вязкого трения пропорциональна площади Ѕ и градиенту модуля скорости F = - η Ѕ grad v, коэффициент пропорциональности в этой формуле называют коэффициентом внутреннего трения.

Коэффициент поверхностного натяжения – численно равен работе, которую необходимо совершить, чтобы квазистатически, изотермически и изохорически увеличить площадь поверхности жидкости на единицу площади.