Основы физики
Решение задач (часть 1)
Волны де Бройля
Как нужно изменить энергию нейтрона, чтобы его
дебройлевская длина волны увеличилась с 50 мп до 100 мп?
Дано:
Найти:
Решение:
1) Импульс нейтрона можно найти по
следующим формулам:
2) Энергия нейтрона равна:
3) Изменении энергии нейтрона равно:
Ответ:
Неопределенность Гейзенберга
След пучка электронов на экране
электронно-лучевой трубки имеет диаметр d=0,5 мм. Расстояние от электронной
пушки до экрана L=20 см, ускоряющее напряжение U=10кВ. Оцените неопределенность
координаты 
электрона
на экране.
Дано:
постоянная Дирака (или приведённая
постоянная Планка), она равна 1,055*10-34 Дж*с
Найти:
Решение:
Из соотношения Гейзенберга и формулы
для неопределенности импульса 
получаем следующее соотношение:
радиоактивность
распространение свет отражение
Откуда неопределенность координаты электрона
равна:
Ответ: Δх=10-8м
Строение атомных ядер
Ядро плутония 
испытало
шесть последовательных альфа распадов. Напишите цепочку ядерных превращений с
указание химических символов, массовых и зарядовых чисел промежуточных ядер и
конечного ядра.
α-распад - самопроизвольное
испускание атомными ядрами альфа-частиц. Поскольку α-частица
представляет собой связанное состояние двух протонов и двух нейтронов, то в
результате α-распада
конечное ядро содержит на 2 протона и 2 нейтрона меньше, чем начальное.
Испытав шесть последовательных альфа
распадов, ядро плутония превращается в ядро свинца.
Радиоактивность
Найти постоянную распада и среднее
время жизни радиоактивного 55Со, если его активность уменьшается на 4% за час.
Дано:
Найти:
ʎ-?
tср-?
Решение:
Найдем по пропорции за какое
количество времени у нас распадется примерно половина частиц, зная, что за 1 ч
распадается 4% частиц.
ʎ - постоянная распада, которая
характеризует вероятность радиоактивного распада за единицу времени и имеющая
размерность с−1.
Период полураспада T1/2 - равен
времени, в течение которого число радиоактивных атомов или активность образца
уменьшаются в 2 раза.
Связь этой величины с
постоянного распада можно вывести из соотношения:
Откуда:
Ответ: ʎ=1,5*10-5с-1
Полупроводники и диэлектрики
В некотором полупроводнике, у которого
подвижность электронов проводимости в 2 раза больше подвижности дырок, эффект
Холла не наблюдается. Найти отношение концентрации дырок и электронов
проводимости в этом полупроводнике.
Эффект Холла заключается в явлении возникновения
поперечной разности потенциалов в полупроводнике, по которому протекает
электрический ток и существует магнитное поле Н, перпендикулярное направлению
тока.
Физическая природа эффекта Холла заключается в
том, что на движущийся носитель тока в магнитном поле с индукцией В действует
сила Лоренца.
Дано:
Найти:
Решение:
Где Rx является
коэффициентом Холла, м3/Кл
Но т.к. Ux=0, то Rx=0
Из этого следует:
Ответ:
Решение задач (часть 2)
Дано:
Найти:
Решение:
Показатель преломления среды есть
отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде. Вычисляется по
формуле:
Отношение синуса угла падения к
синусу угла преломления для данных двух сред есть величина постоянная,
называемая относительным показателем преломления второй по ходу луча среды
относительно первой:
Из выше сказанного следует:
Ответ:
= 
Предельный угол полного внутреннего
отражения для некоторого вещества равен 450. Чему равен угол полной поляризации
для этого вещества?
Дано:
Найти:
Решение:
При полном внутреннем отражении
имеет вид:
Закон Брюстера
Ответ:
Фотон с энергией Е=1,025 МэВ
рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите угол
рассеяния фотона, если его длина волны оказалась равной комптоновской длине
волны ʎс=2,43 пм.
Дано:
Найти:
Решение:
Ответ:
=600
Для устранения отражения света на
поверхность стеклянной линзы нанесена пленка вещества с показателем преломления
n=1.2. При
какой наименьшей толщине этой пленки отражение света с длинной волны 0,6 мкм не
будет наблюдаться, если свет падает нормально? Показатель преломления стекла
1,5.
Дано:
Найти:
d-?
Решение:
Чтобы отсутствовало отражение света,
требуется условие интерференция min лучей. Т.к. nc>nn>nв-ва, то
потеря полуволны происходит на обоих поверхностях.
Ответ:
d=9*10-7 м
Какова должна быть длина
дифракционной решетки, имеющей 50 штрихов на 1 мм, чтобы в спектре второго
порядка можно было различить две линии натрия 5800 Ᾰ 5896 Ᾰ?
Дано:
Найти:
Решение:
Ответ:
lmin=6.042*10-4
м