«Физика пәнінен күрделі есептер шығару жолдары»
Толқындық оптика тақырыбына арналған жадынама
жүктеу/скачать 1.54 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
| Толқындық оптика тақырыбына арналған жадынама
Вакуумдағы жарық жылдамдығы ( с=3*108м/с ) табиғатта ақпаратты жеткізудің ең үлкен жылдамдық. Екі ортаның шекарасында жарықтың сыну оның бір ортадан екінші ортаға көшу кезіндегі жылдамдығының өзгерісімен байланысты. Сыну көрсеткіші жарық шоғының түсу бұрышынан емес, оның түсінен тәуелді. Түстердің әр түрлілігі толқын ұзындығының (жиіліктің) әр түрлілігіне байланысты. Интерференция тек когерентті толқындарда байқалады. Жарық көздері когерентті болады, егер, олармен шығарылған толқындардың жиіліктері бірдей болса және олардың арасындағы фазалар айырымы уақыт өтуімен байланысты тұрақты болса. Нақты жарық көздері әр қашан когерентті емес толқындарды шығарады. Когерентті толқындарды алу үшін жарық толқынды кейбір оптикалық жүйелер арқылы 2 бөлікке бөлінеді. Толқындардың жол айырымы дегеніміз толқын көзінің нүктесінен интерференция байқалатын нүктеге дейінгі қашықтықтардың айырымы егер жол айырымы d =2k* , онда күшею, ал d=(2k+1) , болса, бәсеңдеуі байқалады. Дифракция құбылысында жарық толқындары толқын ұзындығының шамасына тең болатын бөгеттерді орағытып өтеді. Қарапайым дифракциялық тор дегеніміз бірінен кейін бірі тұратын ендіктері толқын ұзындығына шамалас болатын мөлдір және мөлдір емес вертикаль сызықтар. Тор периоды d-a+b №88 есеп. Массасы 1,6 кг жүк ілінген жіп горизонталь бағытта әсер ететін 12 Н күшпен жаңа орынға ауытқытылды.Жіптің керілу күші(g=10 м/с2)
№89 есеп. Ұзындықтарының айырмасы 32 см екі математикалық маятниктің бірдей уақытта біреуі 50 тербеліс,ал екіншісі 30 тербеліс жасаса,маятниктердің ұзындықтары
№90 есеп. Серіппеге ілінген жүк х=0,15sin785t қозғалыс теңдеуімен тербеледі.Жүктің тербеліс жиілігі
№91 есеп. Математикалық маятниктің қозғалыс теңдеуі: х = 0,1cos( 2t + ) Маятниктің ұзындығы ( ġ=10 м/с2)
№92 есеп. Синусоидалы тербеліс жасаған нүкте π/6 фазасында 2 см-ге орын ауыстырады.(Тербеліс тепе-теңдік жағдайдан баталады). Тербеліс амплитудасы
№93 есеп. Серіппеге ілінген массасы 2 кг дененің тепе-теңдік қалыптан ең үлкен ауытқуы 0,05 м. Дене 40 с-та 10 рет тербелсе,оның толық энергиясы
№94 есеп. Серіппеге ілінген массасы 200г дененің тербеліс периоды 0,25с болса, серіппе қатаңдығы (g =10 м/с2)
№95 есеп. Тербеліс периоды Т0 болатын математикалық маятниктің ұзындығын n есе арттырғанда оның Т1 периоды
№96 есеп. Серіппеге ілінген жүк, жиілігімен тербеледі. Серіппенің ең үлкен созылуын анықтайтын формула
№97 есеп. Тербелмелі контурдағы еркін тербелетін зарядтың ең үлкен мәні 1мкКл, ал ең үлкен ток күші 10А. Контурдағы тербеліс жиілігі
№98 есеп. Егер тербеліс периоды 1.256 ∙ 10-3 c болса, сыйымдылығы 4 мкФ контурда резонанс байқалады. Контур катушкасының индуктивтілігі
№99 есеп. Екі когерентті жарық шоқтары кеңістіктің қайсысыбір нүктесіне келіп жетті. Екеуінің жол айырмасы 2 мкм. Егер жарық түсі қызыл болса, осы нүктеде жарық (
№100 есеп. Екі интерференцияланушы сәулелердін жол айырмасы болса,тербелістерінің фазаларын айырмасы
№101 есеп. Жиілігі 1015 Гц жарық түсіргенде литийден шыққан электрондардың максимал кинетикалық энергиясы ( Аш =0,38∙10-18 Дж; 1 эВ = 1,6∙10-19 Дж; h = 6,63∙10-18 Дж∙с )
№102 есеп. Индуктивтілігі 0,2 Гн катушка арқылы өтетін жиілігі 100 Гц айнымалы ток күшінің әсерлік мәні 1,01 А. Индуктивтік катушкадағы кернеудің ең үлкен мәні Шешуі: Ең үлкен әсерлік мәнің тізбек бөлігі үшін Ом заңынан аламыз, яғни осыдан . Есепте ток күшінің әсерлік мәні берілгендіктен формуласынан, түрлендіреміз. Ал деп аламыз, өйткені катушкадағы кедергіні пайдаланамыз. , мұндағы Ендеше Жауабы: №102 есеп Конденсатордың сыйымдылығы 2,5 мкФ тербелмелі контурдың периоды 1мс болса, катушканың индуктивтілігі Шешуі: Томсон формуласын пайдалана аламыз , осыдан индуктивтілікті шығарса Жауабы: №103 есеп 1500кГц жиілікпен жұмыс жасайтын радиостанция генераторы контурдың сыйымдылығы 400пФ. Контур индуктивтілігі Шешуі: Томсон формуласынан аламыз , осыдан индуктивтілікті шығарса Периодты жиілік арқылы өрнектейміз. Жауабы: №104 есеп Тербелмелі контурдағы жиілігі Гц. Резонанс кезіндегі индуктивтілік кедергісі 0,5 кОм –ға тең. Конденсатор сыйымдылығы Шешуі: Конденсатор сыйымдылығын формуласынан түрлендіріп аламыз. мұнда индуктивтілігі белгісіз болғандықтан индуктивтілік кедергі формуласынан таба аламыз . Ал - ны жиілік арқылы анықтаймыз. Жауабы: №105 есеп Кедергісі 3*10-2 Ом контур арқылы өтетін магнит ағыны 2 с-та 1,2*10-2 Вб-өзгереді. Контурдағы ток күші Шешуі: Контурдағы ток күшін формуласымен табамыз. Мұндағы формуласын пайдаланып, ток күшін есептеуге болады Жауабы: №106 есеп Индукциясы 4мТл біртекті магнит өрісінде қозғалған электронның айналу периоды (e=1.6*10-19 Кл, me=9.1*10-31) Шешуі: Жауабы: №107 есеп Горизонталь рельстер бір-бірінен 0,2 м қашықтықта тұр. Олардың үстінде рельске және магнит индукция векторына перпендикуляр металл шыбық жатыр. Шыбықтың массасы 0,5 кг және шыбық пен рельс арасындағы үйкеліс коэффициенті 0,2. шыбық бойымен 50 А ток жүргенде, шыбықты қозғалту үшін қажет магнит өрісінің индукциясы Шешуі: осыдан Жауабы: №107 есеп Индукциясы 0,4 Тл-ға тең магнит өрісіндегі 2*104 км/с жылдамдықпен индукция сызытарына перпенидикуляр қозғалып келе жатқан протонға әсер ететін күш (q=1.6*10-19 Кл) Шешуі: Лорнец күші формуласын қолданамыз Жауабы: №108 есеп Индукциясы 0,01 Тл магнит өрісінде радиусы 10 см шеңбер сызған протонның жылдамдығы (q=1.6*10-19 Кл; mp=1.6*10-27кг) Шешуі: мұндағы анықталады. Ал үдеуді формуласымен таба аламыз. Жауабы: №109 есеп. Кернеулігі 60кВ/м біртекті өрісте 5 нКл заряд орын ауыстырған. Модулі бойынша 20 см-ге тең орын ауыстыру күш сызықтарының бағытымен 600С бұрыш жасайды. Өрістің жұмысы ( ) Шешуі: A=Fs , мұндағы F күшті формуласынан табамыз. Жауабы: №110 есеп. 4нКл зарядтың 3 см қашықтықтағы өріс кернеулігі 20 кВ/м. Осы ортаның диэлектрлік өтімділігі (k=9*109H*м2/Кл2) Шешуі: Өріс кернеулігі бұдан Жауабы: №111 есеп. Электр өтімділігі 1,5 ортадағы электр өрісінің кернеулігі 2*103В/м, электр өрісі энергиясының тығыздығы Шешуі: Жауабы: №112 есеп. Нүктедегі өріс кернеулігі 100 Н/Кл. Егер заряд 1*10-7 Кл-ға тең болса, онда оның нүктеге дейінгі қашықтығы (k=9*109H*м2/Кл2) Шешуі: Өріс кернеулігі бұдан Жауабы: 3м №113 есеп. 1*10-8кл және 16*10-9Кл зарядтар бір-біріне 14 мм қашықтықта орналасқан. Олардың әсерлеуі күші (k=9*109H*м2/Кл2) Шешуі: Кулон заңын пайдаланып есепті шығару Жауабы: №114 есеп. Егер зарядтардың арақашытығын 2 есе кемітсе, q1 және q2 зарядтардың әсерлесуінің потенциалдық энергиясы Шешуі: формуласынан зарядтардың әсерлесуінің потенциалдық энергиясы мен арақашықтық өзара кері пропорционал болғандықтан арақашықтық қанша есе артса, потенциалдық энергия сонша есе артады , яғни түрін аламыз. Жауабы: 2 есе артады №115 есеп. Индукциясы 10-3 Тл біртекті магнит өрісіне электрон шеңбер бойымен қозғалады. Электронның айналу периоды (e=1.6*10-19 Кл, me=9.1*10-31) Шешуі: Жауабы: №116 есеп. Кернеулігі 80кВ/м электр өрісі 20 Дж жұмыс атқарғанда, 40*10-3 Кл зарядтың орын ауыстыру қашықтығы Шешуі: A=Fs формуласынан аламыз, ал мұндағы күшті формуласынан түрлендіріп шығарамыз. Жауабы: №117 есеп. Электрондар арасындағы ауа кеңістігін ультракүлгін сәулесімен сәулелендіргенде қанығу тогы 4 А болды. Ионизатор 1 секундта туғызатын ион саны (e=1.6*10-19 Кл) Шешуі: ток күші формуласынан , ал ион санын зарядтың шамасын бір электронға бөлеміз Жауабы: №118 есеп. Парафинмен толтырылған жазық конденсатордың астарларындағы кернеу 100В. әрбір астарының ауданы 50 см2, олардың арақашықтығы 1 мм. Конденсатордың заряды ( ) Шешуі: бұдан ал С-ны формуласынан анықтаймыз. Жауабы: №119 есеп. Электр заряды су тамшысы, заряды су тамшысымен қосылды. Пайда болған тамшының заряды Шешуі: Жауабы: №120 есеп. Индуктивтілігі 10 Гн катушка мен әр астарының ауданы 100 см2, арақашықтығы 0,14 см ауалы жазық конденсатордан тұратын тербелмелі контурдың жиілігі ) Шешуі: тербелмелі контур жиілігін формуласынан түрлендіріп аламыз . Ал мұндағы -ны формуласымен табамыз. формуласымен сыйымдылықты анықтаймыз. Жауабы: №121 есеп. Сыйымдылығы С1=1 мкФ, С2=2 мкФ, С3=3 мкФ үш конденсатор берілген. Осыларды жалғап, алуға болатын ең аз сыйымдылық Шешуі: Тізбектей жалғау , осыдан Параллель жалғау , сондықтан тізбектей жалғау барысында ең сыйымдылық аламыз. Жауабы: мкФ №122 есеп. Толқын ұзындығы 720нм қызыл сәуле толық жұтылған кездегі фотонның импульсі ( ) Шешуі: (Н*с) Жауабы: Н*с №123 есеп. Фотоэффектінің күміс үшін шекарасы 0,29мкм. Электрондардың күмістен шығу жұмысы (с=3*108м/с, h=6,63*10-34Дж*с) Шешуі: Планк формуласын пайдаланамыз мұнда Е=А деп аламыз және жиілікті формуласымен анықтасақ, алатын формуламыз былай жазылады . Жауабы: №124 есеп. Көрінетін сәулелердің толқын ұзындығы 500 нм болса, фотонның массасы (с=3*108м/с, h=6,63*10-34Дж*с) Шешуі: бұдан Ал энергияны Планк формуласынан аламыз Жауабы: №125 есеп. Толқын ұзындығы 3*10-7м жарық затқа түседі, ол зат үшін фотоэффектінің қызыл шекарасы 4,3*1014Гц. Фотоэлектрондардың кинетикалық энергиясы (с=3*108м/с, h=6,63*10-34Дж*с) Шешуі: Энштейн формуласы осыдан болса, жиілік қызыл шекарасы Жауабы: №126 есеп. Сәуле шығаруда толқын ұзындығы 1нм сәйкес болу үшін, рентген түтікшесіне түсетін кернеу (е=1.6*10-19Кл, h=6,63*10-34Дж*с) Шешуі: осыдан ал Жауабы: №127 есеп. Фотокадотқа жұтылған фотонның энергиясы 5эВ. Электронның катодтан шығу жұмысы 2эВ. Фототокты тоқтата алатын жапқыш потенциалдар айырмасы (е=1.6*10-19Кл, 1эВ=1.6*10-19Дж) Шешуі: 5эВ=5*1,6*10-19=8*10-19 Дж; 2эВ=2*1,6*10-19=3,2*10-19 Дж осыдан Энштейн формуласы бұдан , ; Жауабы: №128 есеп. Егер фотоэлектрондардың кинетикалық энергиясы 4,5*10-20 Дж, ал электрондардың металдан шығу жұмысы 7,6*10-19 Дж болса, металл бетін жарықтандыратын жарық толқынының ұзындығы (с=3*108м/с, h=6,63*10-34Дж*с) Шешуі: Энштейн формуласы осыдан Жауабы: №129 есеп. Көзің талмай қабылдайтын қуаты 2*10-9 Вт. Толқын ұзындығы 0,5 мкм жарықты қабылдайды. 1 с ішінде көз торына түсетін фотон саны (с=3*108м/с, h=6,63*10-34Дж*с) Шешуі: және , деп алып . Шешуі: №130 есеп. Азот ядросы -бөлшекті қармап алып, протон бөліп шығарғанда пайда болатын элемент. Шешуі: - ыдыраудың жалпы формуласы былай жазылады. , мұндағы Х-ыдырайтын ядро; А-массалық сан (нуклондар саны); Z-ыдырайтын элементтің зарядтық саны (периодтық кестедегі реттік номері); -туынды гелий ядросы ( -бөлшегі); Y- туынды ядро. Протон бөліп шығарғандықтан біздің есебіміз былай жазылады. ыдыраудың оң жақ бөлігі мен сол бөлігіндегі протондар саны мен сәйкесінше массалық сандар қосындысы тең болу керек. Массалық сандары 14+4=8 болғандықтан бөлініп шығатын элементтің массалық саны 18-1=17, пронтандар 7+2=9 тең болғандықтан бөлініп шығатын элементтің протондар саны 9-1=8 тең, яғни элементі пайда болды. Бұл элемент периодтық кестеде 8 ретті элемент оттегіні береді. Жауабы: №131 есеп. Егер гелий ядросы үшін байланыс энергиясы 7,7 МэВ, дейтерий ядросы үшін 2,2 МэВ болса, мынадай реакция Шешуі: немесе 2,2 МэВ*2=4.4МэВ, 7,7МэВ-4,4МэВ=3,3МэВ Жауабы: 3,3МэВ №132 есеп. Радиоактивті кобальттің жартылай ыдырау периоды 72 тәулік. Массасы 4 г кобальттің 216 тәулікте ыдырайтын бөлігінің массасы Шешуі: формуласымен ыдыраудан кейінгі қалған атомдарының массасын табамыз. Ал ыдырайтын бөлігін табу үшін қолданамыз. №133 есеп. . Егер берилий изотопы ядросы үшін байланыс энергиясы 56,4 МэВ литий изотопы ядросы үшін 39,2 МэВ, дейтрий ядросы үшін 2,2 МэВ болса, мынадай реакция кезінде бөлініп шығатын энергия Шешуі: Жауабы: №134 есеп. Толқын ұзындығы 0,5 мкм жарықтың екінші реттік дифракциялық максимумы 300 бұрышпен байқалуы үшін дифракциялық тордың 1 мм-дегі штирх саны Шешуі: осыдан . Мұнда болғандықтан Жауабы: №135 есеп. Толқын ұзындығы 0,5 мкм жарықтың бірінші дифракциялық максимумы 300 бұрышпен байқалуы үшін, дифракциялық тордың 1 мм-дегі штирх саны Шешуі: осыдан Жауабы: №136 есеп. Ұзындығының 1 мм-ге 50 штрихтен келетін дифракциялық тордың бетіне түсетін толқын ұзындығы 400 нм жарықтың екінші реттік максимумы көрінетін бұрышы Шешуі: осыдан мұнда ендеше Жауабы: №137 есеп. Егер зарядтардың арақашытығын 2 есе кемітсе, q1 және q2 зарядтардың әсерлесуінің потенциалдық энергиясы Шешуі: формуласынан зарядтардың әсерлесуінің потенциалдық энергиясы мен арақашықтық өзара кері пропорционал болғандықтан арақашықтық қанша есе артса, потенциалдық энергия сонша есе артады , яғни түрін аламыз. Жауабы: 2 есе артады №138 есеп. Егер бірдей нүктелік екі заряд ауада 0,1 м қашықтықта скипидардағы 0,07 м қашықтықтағдай күшпен әсерлесетін болса, скипидардың диэлектрлік өтімділігі Шешуі: және есептің шарты болғандықтан осыдан Жауабы: №139 есеп. Магнит өрісінің энергиясы 3 есе артқанда, осы контурдағы ток күші Шешуі: формуласы бойынша магнит өрісі энергиясы ток күшінің квадратына тура пропорционал, сондықтан түрінде жаза аламыз, яғни ток күші есе артады. Жауабы: есе артады. №140 есеп. Ұшақтың массасы 1 т, екпін алу жолы 300 м ұшу жылдамдығы 30 м/с, кедергі коэффициенті 0,03 болса, оның жылдамдық алардағы орташа қуаты Шешуі: №141 есеп. Қатаңдығы 2*103 Н/м серіппеге ілінген, массасы 0,2 кг дененің еркін тербелісінің жиілігі Шешуі: және формуласын пайдаланамыз. Жауабы: №142 есеп. Массасы 1 г материялық нүкте периодтық күштің әсерінен гармоникалық тербеліс жасайды. Егер кедергі күшін ескермесек, ал тербеліс периоды 0,2 с, амплитудасы 4 см болса, онда әсер етуші күштің амплитудалық мәні Шешуі: осыдан және потенциалдық энергиясын аламыз. Гук заңы бойынша Жауабы: №143 есеп. Массасы 170 кг скафандрдағы астронавтың табаны мен Ай бетінің арасындағы үйкеліс коэффициенті 0,5 болса, үйкеліс күші ( ) Шешуі: Жауабы: №144 есеп. Өткізгішпен жүретін ток күші 32 мкА болса, онда осы өткізгіштің көлденең қимасы арқылы 10-9 с ішінде өтетін электрондар саны (е=1.6*10-19 Кл) Жауабы: формуласынан есептің шарты бойынша анықтаймыз. Шешуі: Жауабы: №145 есеп. Кадотқа түсіп фотоэффект туғызатын сәуленің толқын ұызындығы 2 есе кемісе, онда тежеуіш потенциалдар айырмасы Шешуі: осыдан ал мұндағы деп алып Толқын ұзындығы энергияға кері пропорционал болғандықтан , яғни энергия 2 есе артады. Ал энергиямен потенциалдар айырмасы өзара тура пропорционал шамалар. Ендеше болады, бұдан шығатыны тежеуіш потенциалдар айырмасы 2 есе артады. Жауабы: 2 есе артады №146 есеп. Массасы m1 және m2 екі дене v1 =4м/с және v2 =20 м/с жылдамдықтармен бір-біріне қарама-қарсы қозғалып келе жатып, серпімсіз соқтығысқаннан кейін, екеуі де тоқтады. Олардың массаларының қатынасы Шешуі: Жауабы: 5 №147 есеп. Жартылай ыдырау периоды 27 жыл болатын, 8 кг радиоактивті цезийден 135 жылдан кейін қалған атомдарының массасы Шешуі: формуласымен ыдыраудан кейінгі қалған атомдарының массасын табамыз. Жауабы: №148 есеп. Массасы 0,1 кг дененің қатаңдық коэффициенті 250 Н/м серіппедегі тербеліс амплитудасы 0,15 м. Жылдамдық модулінің ең үлкен шамасы Шешуі: және деп аламыз . Жауабы: №149 есеп. Электрон индукциясы 9,1 мТл біртекті магнит өрісінде күш, сызықтарына перпендикуляр енеді. Электронның шеңбер бойымен айналу периоды Шешуі: (e=1.6*10-19 Кл, me=9.1*10-31) Шешуі: Жауабы: №150 есеп. Ойыншық автомобильдің моторының қуаты 0,1 Вт. Бір қалыпты қозғалдағы алған жылдамдығы 0,5 м/с. Қозғалысқа әсер ететін күш 2 Н. Автомобильдің ПӘК-і Шешуі: , , 10% Жауабы: №151 есеп. Массасы 5 кг, табанының ауданы 100 см2 куб тіреуімен бірге бірқалыпты төмен қарай қозғалатын болса, оның тіреуге түсіретін қысымы ( ) Шешуі: мұндағы Жауабы: №152 есеп. Линзаның оптикалық күші 2 дптр. Линзаның фокус аралығы Шешуі: Жауабы: №153 есеп. Егер жібінің ұзындығын 9 есе ұзартса, онда математикалық маятниктің тербеліс периоды Шешуі: математикалық маятниктің тербеліс периоды оның жібінің ұзындығына тура пропорционал, сондықтан , яғни 3 есе артады. Жауабы: 3 есе артады №154 есеп. Индуктивтілігі 10 мГн катушкадан және сыйымдылығы 400 пФ конденсатордан тұратын тербелмелі контурдағы ток күшінің ең үлкен мәні 0,1 А болса, конденсатордағы ең үлкен кернеу мәні Шешуі: және деп алып Жауабы: №155 есеп. Импульсінің модулі 15 кг*м/с бөлшек қабырғаға тұрғызылған нормальға 600 бұрыш жасай абсолют серпімді соғылды. Қабырғамен әсерлесу ұзақтығы 0,03 с болса, қабырғаға әсер ететін орташа күш Шешуі: болғандықтан Шешуі: №156 есеп. Салмақсыз серіппеге ілінген жүк 4 см амплитудамен вертикаль тербелістер жасайды. Серіппенің 1 см –ге серпінді созылуы үшін 0,1 Н күш керек болса, онда гармоникалық тербелістердің толық энергиясы Шешуі: мұндағы қатаңдықты Гук заңы арқылы анықтаймыз . Жауабы: №157 есеп. Тербелмелі контур катушкасының индуктивтілігі тұрақты болса, конденсатордың сыйымдылығы 4 есе арттырса, контурдағы еркін электр тербелістерінің периоды Шешуі: мұндағы циклдік жиілікті арқылы анықтаймыз. Сыйымдылық пен циклдік жиілік өзара кері пропорционал, сондықтан . Ендеше болады, яғни периоды 2 есе артады. Жауабы: 2 есе артады ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ Задачи по физике. Воробьев И.И., Зубков П.И., Кутузова Г.А. и др., М., 1999 г., 370 с. Задачи по физике Пособие для учащихся 9-11-х классов. Гомонова А.И., Плетюшкин В.А., Погожев В.А., М., 1998 г., 192 с. Задачи по физике для поступающих в вузы. Бендриков Г.А., Буховцев Б.Б., Керженцев В.В., Мякишев Г.Я., М., 2005 г., 344с. Задачи по физике с анализом их решения. Савченко Н.Е., М., 2000 г., 320с. жүктеу/скачать 1.54 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|