1. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
1. Принимая коэффициент теплового излучения А угля при температуре Т = 600 К равным 0,8, определить: энергетическую светимость угля; энергию, излучаемую с поверхности угля площадью S = 5 см2 за время t = 10 мин.
Дано:
T=600 K;
S=5 〖см〗^2=5×10^(-4) м^2;
t=10 мин.=600 с.;
А=0,8.
Найти:
R - ?
W - ?
Читать дальше
2. Вычислить среднюю энергию <ε>кв квантового осциллятора при температуре Т для: 1) частоты ω1, отвечающей условию ћω1= kT; 2) частоты ω2= 0,1ω1; 3) частоты ω3 = 10ω1. Выразить через kT. Сравнить найденные значения <ε>кв со средней энергией <ε>Кл классического осциллятора.
Дано:
ћω1= kT;
ω2= 0,1ω1;
ω3 = 10ω1.
Найти:
<ε>кв, <ε>Кл (ω1) - ?
<ε>кв, <ε>Кл (ω2) - ?
<ε>кв, <ε>Кл (ω3) - ?
Читать дальше
2. ФОТОНЫ. ДАВЛЕНИЕ СВЕТА
1. Какой длиной волны должен обладать квант, чтобы его масса была равна массе покоя электрона?
Дано:
m_e=9,1 · 10^(-31) кг;
с = 3×10^8 км/ч.
Читать дальше
3. ФОТОЭФФЕКТ
1. Определить длину волны λ ультрафиолетового излучения, падающего на поверхность некоторого металла, при максимальной скорости фотоэлектронов υmax, равной 10 Мм/с. Работой выхода электронов из металла пренебречь.
Дано:
U_max=10 Мм/с=10×10^6 м/с
m_e=9,11 · 10^(-31) кг;
с = 3×10^8 м/с.
h = 6,63 · 10-34 Дж· с
Читать дальше
4. ЭФФЕКТ КОМПТОНА
1. Вычислить комптоновское смещение Δλ и относительное изменение Δλ/λ длины волны для видимого света λ = 500 нм и γ–лучей λ = 5 пм при рассеянии на свободных электронах под углом θ = 90°.
Дано:
λ = 500 нм = 500∙10^(-9) м
λ = 5 пм = 5 ∙10^(-12) м
θ = 90°.
Найти:
Δλ - ?
Δλ/λ1 - ?
Читать дальше
II. ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И АТОМНОЙ ФИЗИКИ
5. АТОМ ВОДОРОДА ПО ТЕОРИИ БОРА
1. Атомарный водород, возбужденный светом определенной длины волны, при переходе в основное состояние испускает только три спектральные линии. Определить длины волн этих линий и указать, каким сериям они принадлежат.
Дано:
R| = 1,097 ∙ 10^7 м^(-3)
Читать дальше
1. Параллельный пучок электронов, движущихся с одинаковой скоростью υ = 1 Мм/с, падает нормально на диафрагму с длинной щелью шириной a = 1 мкм. Проходя через щель, электроны рассеиваются и образуют дифракционную картину на экране, расположенном на расстоянии l = 50 см от щели и параллельном плоскости диафрагмы. Определить линейное расстояние b между первыми дифракционными минимумами.
Дано:
υ = 1 Мм/с=10^6 м/с;
a = 1 мкм=10^(-6) м;
l = 50 см=0,5 м;
m_e=9,1 · 10^(-31) кг;
ℏ=1,05∙10^(-34) Дж∙с.
Найти:
b - ?
Читать дальше
2. Используя соотношение неопределенности ΔЕ·Δt ≥ ћ оценить ширину Г энергетического уровня в атоме водорода, находящегося: а) в основном состоянии; б) в возбужденном состоянии (время τ жизни атома в возбужденном состоянии равно 10-8 с).
Дано:
ΔЕ·Δt ≥ ћ.
τ=10^(-8) c
Читать дальше
7. УРАВНЕНИЕ ШРЕДИНГЕРА
Задачи
1. Электрон находится в бесконечно глубокой прямоугольной одномерной потенциальной яме шириной l. Написать уравнение Шредингера и его решение (в тригонометрической форме) для области 0 < x < l.
Читать дальше
3. Электрон проходит через прямоугольный потенциальный барьер шириной d = 0,5 нм. Высота U барьера больше энергии Е электрона на 1 %. Вычислить коэффициент прозрачности D, если энергия электрона: 1) Е = 10 эВ; 2) Е = 100 эВ.
Дано:
d = 0,5 нм = 0,5∙10^(-9) м
U=1,01E
1) Е = 10 эВ =16 ∙10^(-19) Дж ;
2) Е = 100 эВ = 160 ∙10^(-19) Дж.
ℏ=1,05∙10^(-34) Дж∙с
Найти:
D - ?
Читать дальше
III. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА
8. ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ. ФОНОНЫ
1. Определить изменение ΔU внутренней энергии кристалла никеля при нагревании его от t1 = 0° C до t2 = 200° С. Масса m кристалла равна 20 г. Вычислить теплоемкость С.
Дано:
t1 = 0° C = 273 К;
t2 = 200° С = 473 К;
m=20 г = 20 ∙10^(-3) кг;
R = 8,31 Дж / (К∙ моль).
= 440 К
М = 58,7 кг/ моль
Найти:
ΔU - ?
С - ?
Читать дальше
2. Во сколько раз изменится средняя энергия <ε> квантового осциллятора, приходящаяся на одну степень свободы, при повышении температуры от Т1 = θE /2 до Т2 = θE ? Учесть нулевую энергию.
Дано:
Т1 = θE /2;
Т2 = θE.
Найти:
〈ε_2 〉/〈ε_1 〉 -?
Читать дальше
3. Вычислить по теории Дебая молярную нулевую энергию UM0 кристалла меди. Характеристическая температура θD меди равна 320 К.
Дано:
θ_D=320 К
R = 8,31 Дж / (моль∙К)
Найти:
U_m0- ?
Читать дальше
9. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ
1. Определить концентрацию n свободных электронов в металле при температуре Т = 0 К. Энергию Ферми εf принять равной 1 эВ.
Дано:
e_f=1 эВ=1,6 ×10^(-19) Дж
m_e=9,1 · 10^(-31) кг;
ℏ=1,05∙10^(-34) Дж∙с
e=1,6∙10^(-19) Кл
Т = 0 К
Найти
n - ?
Читать дальше