ФИЗИКА РГР ВСЕ ЗАДАЧИ. Вариант задача 1

• Название: Вариант задача 1
• Дата: 24.01.2023
• Размер: 1.25 Mb.
• Имя файла: ФИЗИКА РГР ВСЕ ЗАДАЧИ.docx
• Тип: Задача; #903068
• страница: 5 из 8

4 - ВАРИАНТ

Задание 1.

На щель шириной 0,05 мм падает нормально монохроматический свет. Под углом 2^о наблюдается минимум четвертого порядка. Найти угловую ширину центрального максимума Δ𝜑. Приведите рисунок для схемы установки. Изобразите дифракционную картину интенсивности света на экране. Пронумеруйте все дифракционные максимумы, которые могут быть видны на экране, выделите угловую ширину центрального максимума Δ𝜑. (Δ𝜑=1^о)

Дано:

a = 0.05мм = 5*10^-5м

φ₄=2° - минимум

Найти: ∆φ₁-?

Решение:



Рис. 1 – схема установки

1. 
   Условие минимума для узкой щели:
   

(1.1)

Где φ – угол на k^й минимум

По условию задачи

(1.2)

Угловая ширина центрального максимума:

(1.3)

Где – угол на первый минимум.

Тогда

2. 
   : (1.4)
   

Но => => = (из 2) = 114.6

Так как – целое, то







Ответ:

Задача 2.

Красная граница фотоэффекта для материала, из которого сделан катод, λ₀ = 0,62 мкм. Определить длину волны λ1 света, падающего на катод, если задерживающее напряжение Uз1=1В. Во втором опыте с этим же катодом длина волны света, падающего на катод λ2 = 0,7 λ1. Сравните во сколько раз будут отличаться задерживающие напряжения (Uз1 и Uз2) и максимальные скорости, с которыми вылетают электроны из катода (𝜐𝑚1 и 𝜐𝑚2) в этих опытах. Изобразите на рисунке вольтамперную характеристику фотоэффекта (ВАХ); покажите на ВАХ ток насыщения 𝐼н и задерживающий потенциал 𝑈з. (𝜆1=414.3 нм; ; )

Дано:



Uз1=1 В

λ2 = 0,7 λ1

Найти:

𝜆1=?





Решение:



Рис. 2 - вольтамперную характеристику фотоэффекта.

1. 
   Согласно уравнению Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
   

(2.1)

Где, – энергия фотона, – работа выхода электрона, – макс кинет. энергия электрона

– равна работе задерживающего электрического поля:

(2.2)

Энергия фотона

(2.3)

Где, h – постоянная Планка, c – скорость света

Работа выхода электрона

(2.4)

– “красная граница”

Тогда для первого опыта:

(2.5)

Откуда =>

2. 
   Запишем уравнение Эйнштейна для двух этапов:
   

(2.6)

(2.7)

Тогда

3. 
   Так как из (2)
   

=>

Ответ: ; ;

Задача 3.

Атомарный водород, находящийся в основном состоянии, облучается монохроматическим светом с длиной волны 88,6 нм и ионизируется. Электроны, вылетающие из атомов в результате ионизации, попадают в магнитное поле перпендикулярно линиям индукции и начинают двигаться по окружности радиусом 1 мм. Определить величину индукции магнитного поля 𝐵. Изобразите на рисунке энергетическую диаграмму атома водорода; на отдельном рисунке изобразите движение электронов в магнитном поле. При решении задачи определите: 1) энергии ионизации атомарного водорода (Дж); 2) кинетическую энергия выбитого электрона (Дж); 3) скорость выбитого электрона (м/с); 4) подставьте скорость в расчетную формулу для индукции магнитного поля 𝐵 и получите ответ в Тл. При расчетах всегда используйте правило сохранения двух значащих цифр после запятой с учетом округления по третьей цифре. (𝐵=2.21∙10⁻³Тл)

Дано:

H – водород



R=1мм=10^-3м

n=1

Найти:

1) -?

2)E_кин-?

3)

3)B-?

Решение:



Рис. 3 - энергетическую диаграмму атома водорода.

1) (3.1)

Гле R- постоянная Ридбера, m и n номера уровней.

В нашем случае n = 1, m = ∞, тогда энергия ионизации

(3.2)

- Постоянная планка

Так



2)Из закона сохранения энергии

(3.3)

-энергия фотона,

с – скорость света

Так



3)Кинетическая энергия электрона

=>

4)В магнитном поле заряженная частица движется под действием силы Лоренца:



Рис. 4 - движение электронов в магнитном поле

(3.4)

q-заряд част.

Так как – движение по окружности:

(3.5)

q=e

Откуда:



Ответ: ; ; ;

.