Контрольная работа по Физике на тему: "Квантовая механика и электромагнетизм"

Задание №1 По плоскому контуру из тонкого провода течет ток 1 А. Определите индукцию магнитного поля, создаваемого этим током в точке О. Радиус закругленной части 20 см. Данные для своего варианта возьмите в таблице 1.

 

I =A
R = 20cм

Задание №2 Ток, текущий по длинному прямому соленоиду, радиус сечения которого R, а число витков на единицу длины n , меняется со временем по закону I t( ) так, что магнитное поле внутри соленоида возрастает со временем по закону B t( ), а напряженность магнитного поля - H t( ). Требуется: 1) найти плотность тока смещения j см как функцию расстояния r от оси соленоида; 2) построить график зависимости тока смещения от расстояния r от оси соленоида. Данные для своего варианта возьмите в таблице 2.
 
I(t) =100t² + 50t + 25
R = 10 см
n = 2000 1/м

Задание №3 На клин показатель преломления, которого n, нормально к его грани падает монохроматический свет с длиной волны 𝜆0. Клин находится в воздухе, преломляющий угол клина α. Толщина клина в том месте, где наблюдается k-я интерференционная полоса - 𝑑k, b - расстояние между интерференционными полосами. Данные для своего варианта возьмите в таблице 3. Определите неизвестные величины.

а = 6*10^-4рад
k = 1
n = 1,5
b = 0,3мм
Полосы - темные

Задание №4 На дифракционную решетку шириной l падает плоская волна. Общее число штрихов решетки N. Падающий свет содержит две волны с длинами волн 𝜆1 и 𝜆2. Начиная с какого порядка спектра эти линии, будут разрешены? Определить угол дифракции найденного порядка спектра. Какой наибольший порядок спектра можно наблюдать с такой решетки? Данные для своего варианта возьмите в таблице 4

l = 1,8 мм
N = 360
𝜆1 = 550 нм
𝜆2 = 552 нм


Задание №5 Естественный свет, интенсивность которого 𝐼0, падает на систему из двух последовательно расположенных поляроидов. Угол между их плоскостями пропускания равен α. Интенсивность света после прохождения через первый поляроид 𝐼1, интенсивность света, вышедшего из второго поляроида 𝐼2. Каждый поляроид поглощает k % падающего на него света. Определить для своего варианта величины, не указанные в таблице 5.

I0 / I2 =2,5
k = 20%
I0 / I2 = 2

Задание №6 На фотоэлемент падает монохроматический свет в начале с длиной волны 𝜆1, а затем - с 𝜆2. Максимальная скорость выбитых электронов в первом случае равна 𝑣1, а во втором - 𝑣1. Работа выхода с поверхности фотоэлемента 𝐴, красная граница фотоэффекта - 𝜆0, задерживающая разность потенциалов 𝑈з для 𝜆1. Определить для своего варианта величины, не указанные в таблице 6.

v1 = 7,2 * 10 м/с
v2 = 1* 10⁸ м/с
A = 4 эВ

Задание №7 Рентгеновские фотоны с длиной волны 𝜆ଵ испытывают комптоновское рассеяние под углом 𝜃. Изменение длины волны рентгеновских лучей – Δ𝜆. Энергия падающего фотона - 𝜀1, а рассеянного - 𝜀2. Энергия электрона отдачи - 𝑇. Импульс падающего фотона - 𝑝ଵ, рассеянного - 𝑝ଶ, импульс электрона отдачи - 𝑝Э ( кг·м с ). Направление движения электрона составляет угол 𝜑 с направлением падающих фотонов. Определите для своего варианта величины, не указанные в таблице 7.

𝜑 = 35
𝜀1,= 0,75 МэВ
𝜀2 = 0,43 МэВ
А = 4 эВ

Задание №8 Атом водорода поглощает фотон с длиной волны 𝜆 и переходит из состояния с квантовым числом 𝑛ଵ в состояние с квантовым числом 𝑛2. . Найдите 𝑛1 и 𝑛2 . К какой серии спектра водорода относится данный фотон? Данные своего варианта возьмите из таблицы 8.

𝜆 = 97 нм

Задание №9 Вычислите длину волны де Бройля для частиц массой 𝑚1 и 𝑚2, обладающих одинаковой кинетической энергией ЕК. Оцените полученный результат. Данные своего варианта возьмите из таблицы 9.

E_k = 200 МэВ

Задание №10 Частица (электрон, протон) находится в одномерной прямоугольной бесконечно глубокой потенциальной яме шириной 𝑙. Энергия частицы 𝑊n. Найти квантовое число 𝑛, характеризующее энергетическое состояние частицы и вычислить вероятность обнаружения частицы в интервале от 𝑥1 до 𝑥2 (0< 𝑥1 <l; 0< 𝑥2 <l) 

Wп = 51,19 эВ
l = 10^-10 м
х1 = 0,2 l
x2 = 0,3l