Контрольная работа по "Физике"

                            ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Сибирский государственный университет 

телекоммуникаций и информатики.

 

Межрегиональный центр переподготовки специалистов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Физика.  Кр№4»

                                                             10-вариант

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент

                                                                                                       

                                                                                        

 

 

                                                                          

 

 

                                                                       2010

 

 

710. На расстоянии 70 см  от фотоэлемента помещена лампа  силой света 240 Кд. Определить полный световой поток лампы и силу тока, которую покажет гальванометр, присоединенный к фотоэлементу, если рабочая поверхность его равна 10 см², а чувствительность 280 мкА/лм?

Дано:    r=70 см=0,7 м.               Найти:   Ф - ?

 I=240 Кд                                          I_ф - ?

S=10 см²=10^-3 м²

k=280 мкА/лм

Решение:

Световой поток  определяется по формуле. 
                       Где I-сила света

                                            Ω -Телесный угол

Телесный угол (участок сферы, площадь которого ровна квадрату её радиуса) определяем по формуле

С помощью  этой формулы находим световой поток.                                  = =489,8∙ =489,8млм

Чувствительность фотоэлемента определяется отношением величины фототока на единицу светового потока.

  Из данной формулы находим силу тока.

Ответ:  Ф=489,8 млм,  I_ф=137,1 мкА.

 

 

720. Средняя энергетическая  светимость R поверхности Земли равна 0,54 Дж/(см²мин). Какова должна быть температура Т поверхности Земли, если условно считать, что она излучает как серое тело с коэффициентом черноты α_T = 0,25?

Дано:                                                                           Найти: T-?

α_T = 0,25

ϭ=5,67∙10^-8 Вт/м²К⁴

Решение:

Закон Стефана-Больцмана:  R_e=ϭT⁴,

для серого тела:  R_e= α_T ϭT⁴,

получаем:

Ответ: Т=280 К

 

730. На цинковую пластину  направлен монохроматический пучок  света. Фототок прекращается при  задерживающей разности потенциалов  U= 1,5 В. Определить длину волны λ света, падающего на пластину.

Дано: А=4,24 эВ=6,4∙10^-19 Дж                       Найти: λ - ?

U=1,5 В

e=1,6∙10^-19 Кл

h=6,63∙10^-34 Дж∙с

c=3∙10⁸ м/с

Решение:

Ответ: λ=216 нм

 

740. Никелевый шар радиусом 2 см заряжен до потенциала 2,0 В. Его облучают квантами света длины. λ = 200 нм. На какое максимальное расстояние от поверхности шара могут удалиться вылетающие электроны? С какой скоростью электроны будут возвращаться на шар? Красная граница для никеля λ _кр=250 нм.

Дано:     r=2 см=2∙10^-2м.                                    Найти:       l-?

           U=2,0 B                                                                     v-?      

           λ=200нм=0,2∙10^-6м

           λ_кр=250нм=0,25∙10^-6м

e=1,6∙10^-19 Кл

h=6,63∙10^-34 Дж∙с

c=3∙10⁸ м/с

Решение:

Формула Эйнштейна  для фотоэффекта:

Получим из формулы (1):

Получим v из формулы (2):

Ответ: l=1,2 см; v=0,66 М м/с.

 

750. Определить импульс р_е электрона отдачи, если фотон с энергией ε₁ = 1,53 МэВ в результате рассеяния на свободном электроне потерял 1/3 своей энергии.

Дано: ε₁=1,53 МэВ=2,448∙10^-13Дж                     Найти: p_e- ?

          ε₂=ε₁/3

с=3∙10⁸м/с

Решение:

Закон сохранения энергии

 

По  условию задачи энергия электрона   ε₂=(2/3)ε₁    

m₀c²=0,51 МэВ – энергия покоя электрона.

выразим импульс отдачи электрона

Ответ: р=0,47∙10^-21 кг∙м/с

 

760. Точечный источник  монохроматического (λ = 1 нм) излучения  находится в центре сферической  зачерненной колбы радиусом R= 10 см. Определить световое давление р, производимое на внутреннюю поверхность колбы, если мощность источника P= 1 кВт.

Дано: λ= 1 нм= 10^-9 м,            Найти: р - ?

R =10 см= 10^-1 м,

Р= 1 кВт= 10³ Вт

Решение:

Давление  света при нормальном падении  на поверхность определяется формулой:

 
с  – скорость света, E_e – энергетическая освещенность, равная Е_е=Ф/S           Ф – поток излучения, S – площадь поверхности.  Ф=Р, S=4πR²  

Ответ: р=2,65·10^-5 Па

 

810. Фотон выбивает  из атома водорода, находящегося  в основном состоянии, электрон с кинетической энергией Г=10эВ. Определить энергию ε фотона.

Фотон выбивает из атома водорода, находящегося в  основном состоянии, электрон с кинетической энергией Т=10 эВ. Определить энергию  ε фотона.

Дано: Т=10 эВ,                  Найти: ε - ?

  Е_i= 13,6 эВ

 

Решение:

Энергия, излучаемая или поглощаемая атомом водорода, определяется формулой 

 ε=E_n2–E_n1=ΔE, 

где ΔE– изменение энергии атома;

ΔE=Е_i +T, Е_i– энергия ионизации водорода;

Т–  кинетическая энергия электрона.

Тогда энергия кванта  ε=Е_i +T ⇒ ε=13,6 эВ+10 эВ=23,6 эВ

Ответ: ε=23,6 эВ.

 

830. Для приближенной  оценки минимальной энергии электрона  в атоме водорода можно предположить, что неопределенность ∆ r радиуса  r электронной орбиты и неопределенность  ∆ p импульса р электрона на такой орбите соответственно связаны следующим образом: . Используя эти связи, а также соотношение неопределенностей, определить минимальное значение энергии  T _min электрона в атоме водорода.

Дано: Δr≈r,                     Найти: Т_min-?

Δр≈р

Решение:

Соотношение неопределенностей для координаты и импульса

ΔрΔх ≥ h    

По  условию задачи Δr≈r,  Δр≈р, тогда p х ≥ h     

Кинетическая  энергия электрона 

импульс p=h/r, 

Минимальное значение энергии в основном состоянии  и r=a₀.

Ответ: T _min= 13,5 эВ.