задачи ргз по физике. 8 вариант.

23

48

73

98

123

148

173

198

223

8. По пластинке идёт электрический ток, в результате чего устанавливается равновесная температуры 1400 К. После этого величину электрического тока уменьшают в два раза. Определить новую равновесную температуру. Уточните понятие «равновесная температура». Запишите аналитическое выражение: для Джоулева тепла, которое выделяется на пластине при протекании электрического тока; для мощности теплового излучения нагретой пластинки. Учтите закон сохранения энергии, что позволит записать систему из двух уравнений; будьте внимательны при записи мощности электрического тока, в частности, какой параметр цепи можно считать постоянным. Преобразуйте, должно получиться..

23. Железный шар диаметром 10 см, нагретый до температуры 1227 ºС, остывает на открытом воздухе. Через какое время его температура понизится до 1000 К? При расчёте принять, что шар излучает как серое тело с коэффициентом поглощения (поглощательной способностью) железа 0,5. Теплопроводностью воздуха пренебречь. Сделайте чертёж: уединённый железный шар находится в атмосфере при заданной температуре; теряет энергию в результате теплового излучения. Возможна запись закона Стефана-Больцмана; от него можно перейти к аналитической записи энергии, теряемой шаром; не забудьте поглощательную способность шарика. Потеря энергии через тепловое излучение сопровождается понижением температуры и связана с теплоёмкостью шарика, его массой и изменением температуры; аналитическая запись хорошо известна из школьного курса; вузовская запись предполагает, элементарное уменьшение внутренней энергии шарика соответствует энергии теплового излучения за элементарный промежуток времени. Придётся воспользоваться дифференциально-интегральным исчислением. Удачи в преобразованиях. Спросите, помогут.

48. Поток монохроматического излучения с длиной волны 510–7 м падает нормально на плоскую зеркальную поверхность и производит на неё давление 310–7 Па. Определить концентрацию фотонов в световом пучке.

73. В спектре атома водорода известны длины волн трёх линий, принадлежащих одной и той же серии: 97,26; 102,58; 121,57. Найти длины волн других линий в данном спектре, которые можно предсказать с помощью этих трёх линий. Отобразите энергетическую диаграмму атома водорода; запишите уточнённую формулу Бальмера, что позволит найти, к какой серии принадлежат линии излучения. Длины волн других линий установленной серии найти легко.

98. Фотоэффект вызывается фотонами с длиной волны 0,3 нм. Какую минимальную длину волны де Бройля имеют фотоэлектроны?

123. Частица налетает на потенциальный барьер высоты Uо и ширины а. Энергия частицы равна Е1, запишите уравнение Шредингера для х<0 и для 0<х<а. Представьте выражения для волновых функций при х<0 и при 0<х<а. (Смотреть учебник И.В. Савельева [6, c. 325,326]). Удачи в прочтении; вопросы не запрещены.

148. Определите среднюю кинетическую энергию свободных электронов в литии при температуре 0 К.

173. При нагревании кристалла меди массой 25 г от 10 оК до 20 оК ему было сообщено количество теплоты 0,8 Дж. Найти дебаевскую температуру для меди. Условие Т<<ТD считать выполненным. При столь низких температурах, указанных в условии задачи, полезна гипотеза Дебая, которая заключается, примерно, в следующем: если дебройлевская длина волны движущихся атомов кристаллической решётки становится сравнимой или превышает линейные размеры эффективной области движения, то движение атомов кристаллической решётки должно рассматриваться по законам квантовой механикой. Ему блестяще удалось справиться с решением задачи (для простой кубической решётки) и получить аналитическое выражение для удельной теплоёмкости кристалла. Это можно найти в работе [6, с. 413, формула 84.13] библиографического списка; интеграл в формуле можно заменить числом (44/15). Это выражение следует подставить в формулу элементарного количества теплоты, умножив на массу и элементарное изменение температуры. Если проинтегрировать, получите количество теплоты, подведённое к кристаллу меди. Концентрацию атомов меди в единице объёма найдёте через плотность и массу атома меди; массу атома меди можно найти через атомную массу и число Авогадро. Для ответа на вопрос придётся делать преобразования. Удачи.

198. Чистый беспримесный полупроводник нагрели от 500 К до 550 К. При этом удельная электрическая проводимость выросла с 19,2 См/м до 60 См/м. Определить уровень энергии Ферми.

223. Определить энергию реакции 3Li7 p1 → 22He4, если удельная энергия связи в ядрах лития и гелия равны 5,6 и 7,06 МэВ соответственно. Уточните понятие «удельная энергия связи»; можно найти в работе [6, с. 440; второй абзац]. Обратите внимание, масса ядра всегда меньше суммы масс входящих в него частиц (нуклонов). Из закона взаимосвязи массы и энергии (Е mc2) следует, уменьшение массы ядра сопровождается эквивалентным уменьшением его энергии (Е mc2); её называют энергией связи нуклонов. Если Вы оцените энергию связи 7 нуклонов в ядре Li7, а также энергию связи нуклонов в двух -частицах (22He4), то разность энергий связи исходных частиц и частиц продуктов реакции даст искомую энергию (не забывайте, -частиц две). Преобразуйте.

Предыдущий:

Следующий: