Решение 13 задач. Определить частоту собственных колебаний колебательного контура, который состоит из конденсатора емкостью 2 мкФ и катушки длиной 10 см и радиусом 1 см, содержащим 500 витков

Расчетно-графическое задание

по общей физике 2.

Часть 1

3. Свободные электрические колебания

3.5. Определить частоту собственных колебаний колебательного контура, который состоит из конденсатора емкостью 2 мкФ и катушки длиной 10 см и радиусом 1 см, содержащим 500 витков. Сопротивлением катушки можно пренебречь.

4. Переменный ток. Вынужденные колебания. Резонанс

4.3. Катушка с индуктивностью 50 мГн и активным сопротивлением 10 Ом подключена к источнику синусоидального напряжения, эффективное (действующее) значение которого равно 120 В, а частота 50 Гц. Определить полное сопротивление катушки и сдвиг фазы между током и напряжением.

6. Электромагнитные волны

6.3. Разность фаз колебаний электрического вектора ЭМВ в двух точках, лежащих на луче и отстоящих от источника волн на расстояниях 20 м и 45 м равна . Найти длину волны и период колебаний. Считать, что ЭМВ распространяется в вакууме.

7. Интерференция света

7.5.  Две щели находятся на расстоянии 0,1 мм друг от друга и отстоят на 1,2 м от экрана. На щели падает свет от удаленного источника с длиной волны 589 нм. На каком расстоянии друг от друга расположены светлые полосы на экране? Построить график распределения интенсивности света I.

8. Дифракция света.

8.10. Точечный монохроматический источник света (длина волны 638 нм)  расположен на расстоянии 75 см от ширмы с круглым отверстием диаметра 0,1 мм. Найдите положение наиболее удаленного от ширмы максимума освещенности. Построить график распределения интенсивности вдоль оси отверстия.

9. Поляризация света

9.8. Естественный свет проходит через два поляризатора, угол между главными плоскостями которых 30⁰. Во сколько раз изменится интенсивность света, прошедшего эту систему, если угол между плоскостями поляризаторов увеличить в два раза?

3. Квантовые ямы

3.5. Электрон находится в одномерной прямоугольной квантовой яме шириной с бесконечно высокими потенциальными стенками. В каких точках в интервале плотность вероятности нахождения электрона на первом и втором энергетических уровнях  одинакова? Вычислить значение плотности вероятности для этих точек. Решение пояснить графически.

4.3.  На пути электронов с длиной волны де Бройля нм находится бесконечно широкий потенциальный барьер высотой 120 эВ. Определить длину волны де  Бройля после прохождения барьера.

5. Атомы и молекулы

5.7. В эксперименте измерены энергии перехода между тремя последовательными уровнями энергии вращательной полосы двухатомной молекулы. Найдите квантовые числа J этих уровней и момент инерции I молекулы.

6. Основные понятия квантовой физики твердого тела. Металлы

6.3. Определить глубину потенциальной ямы калия при абсолютном нуле температуры, если работа выхода электронов для него равна эВ, плотность кг/м³, молярная масса кг/моль. Считать, что число свободных электронов равно числу атомов.

7. Основные понятия квантовой физики твердого тела. Полупроводники

7.5. Рассчитать объемное положение уровня Ферми относительно середины запрещенной зоны в собственном полупроводнике - кремнии при комнатной температуре К и температуре жидкого азота К (с учетом различных значений эффективных масс электронов и дырок).

8. Физика атомного ядра

8.5. Определить энергию ядерной реакции , если известно, что энергия связи исходного ядра равна 58.16 МэВ, а ядра продукта – 64.98 МэВ.

9.7. В кровь человека ввели небольшое количество раствора, содержащего активностью 2100 Бк. Активность 1 см³  крови, взятой через пять часов после этого, оказалась равной 0,28 Бк/см³. Найти объем крови человека.