Решение 6 задач. Определение индукции магнитного поля токов, дифракция света

ЗАДАЧА 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКОВ
Найти магнитную индукцию в точке А. Номера
вариантов проставлены над рисунками.

 

ЗАДАЧА 2. ДИФРАКЦИЯ СВЕТА

На дифракционную решётку длиной l1, содержащую N1 штрихов, нормально
к её поверхности падает монохроматический свет с длиной волны λ. На
экран, изготовленный из диэлектрика, находящийся от решётки на
расстоянии L, с помощью линзы, расположенной вблизи решётки,
проецируется дифракционная картина (рис. 2).

 

ЗАДАЧА 3. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Поглощательная способность тела площадью поверхности S при температуре
Т равна АТ. Определить:

1) энергетическую светимость RT тела и его радиационную
температуру Тр;
2) поток энергии Ф и энергия W, излучаемая телом в виде
электромагнитных волн за время t;
3) длину волны λmax, соответствующую максимальной
спектральной плотности энергетической светимости
(rλ,T)max, считая АТ = 1;
4) как изменится длина волны λmax, соответствующая
максимуму спектральной плотности энергетической светимости тела, если
площадь, ограниченная графиком спектральной плотности энергетической
светимости rλ,T тела, при переходе от температуры Т1 = Т до температуры Т2
увеличилась в n раз при АТ = 1;
5) объёмную плотность u(T) энергии электромагнитного излучения тела и
давление Р теплового излучения.

 

ЗАДАЧА 4. ФОТОЭФФЕКТ

На плоскую металлическую пластину площадью S с коэффициентом
отражения ρ и работой выхода А, служащую фотокатодом вакуумного
фотоэлемента, падает нормально параллельный монохроматический пучок
света интенсивностью I и длиной волны λ.

Считая фотоэффект линейным, определить:
1) частоту v, энергию εγ, массу mγ и импульс Pγ, падающих
на пластину фотонов;
2) красную границу фотоэффекта v0 , максимальную
кинетическую энергию Кmax фотоэлектронов и
задерживающую разность потенциалов Uз, при которой прекратится
фотоэффект;
3) световое давление P на пластину, величину светового потока Фе и число
фотонов nпогл, поглощаемых ежесекундно пластиной;
4) максимальный импульс Рmax, передаваемый пластине при вылете
электрона; силу фототока насыщения Iфн, полагая что каждый поглощённый
пластиной фотон вырывает фотоэлектрон;
5) на рисунках (а, б) представлены вольт-амперные характеристики
фотоэффекта:

Объясните причины отличия этих кривых.

 

ЗАДАЧА 5. АТОМ ВОДОРОДА В ТЕОРИИ БОРА

Ударами электронов осуществлено возбуждение атомов водорода, после чего
проводится анализ спектра излучения водорода. Количество линий в спектре
зависит от степени возбуждения атомов.
Определите: 1) какой наименьшей скоростью должны обладать электроны,
чтобы осуществить данное возбуждение; 2) радиус возбуждённой орбиты; 3)
показать на энергетической диаграмме переходы, соответствующие
возникшим спектральным линиям, и рассчитать одну из характеристик (λ, v
или hv) спектральной линии, указанной в задаче. Сформулируйте и решите
задачу, используя данные таблицы.

 

ЗАДАЧА 6. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
Период полураспада радиоактивного нуклида ZX A равен Т1/2. Определить:
1) используя Периодическую систему химический
элемент соответствующего нуклида; число протонов Z и нейтронов N в составе нуклида;
2) дефект массы Δm, энергию связи Есв и удельную энергию связи εсв . (в электронвольтах) этого нуклида;
3) постоянную распада λ и среднюю продолжительность жизни нуклида;
активность а этого изотопа по истечению промежутка времени, равного
половине периода полураспада t = T1/2 2, если его активность в начальный
момент времени а0; какая доля k первоначального количества ядер изотопа
распадётся за это время;
4) конечный продукт деления после одного акта α - распада и одного акта β –
распада; энергию β – распада ядра (в электронвольтах);
5) энергию ядерной реакции, является эта реакция экзотермической или эндотермической?