Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Физика кафедрасы

 

 

ФИЗИКА 2

5В070300- Ақпараттық жүйелер және 5В070400- Есептеу техникасы және бағдарламамен қамтамасыз ету мамандығын оқытудың барлық түрінің студенттеріне арналған есептеу – сызбалық жұмыс тапсырмалары және оларды орындауға арналған әдістемелік нұсқау

 

 

 

 

 

Алматы 2011 

ҚҰРАСТЫРҒАНДАР: Р.С.Қалықпаева, А.М. Саламатина, М.Н.Мұхтарова Физика 2. 5В070300- Ақпараттық жүйелер және 5В070400- Есептеу техникасы және бағдарламамен қамтамасыз ету мамандығын оқытудың барлық түрінің студенттеріне арналған есептеу – сызбалық жұмыс тапсырмалары және оларды орындауға арналған әдістемелік нұсқау  – Алматы: АЭжБУ, 2011. –  32 б. 

 

Әдістемелік  нұсқаулар  есептеу-сызба жұмыс (ЕСЖ) тапсырма-ларынан, әдістемелік ұсыныстар мен ЕСЖ  мазмұны  және  оларды орындауға қойылатын  талаптардан, қажетті  әдебиеттер  тізімінен тұрады.

         Сур. 29,  кесте 3,  әдебиет - 18 атау

        

Пікір  беруші: физ.-мат.ғыл. канд., доцент  Тонконогая Л.А.

 

         «Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес  акционерлік  қоғамының  2011 жылғы жоспары бойынша басылады

 

         ©  «Алматы энергетика және байланыс университеті » КЕАҚ, 2011 ж.

 

 Кіріспе 

Жоғарғы техникалық оқу орнында  « Физика 2»  курсын оқытудың негізгі мақсаттары:

a) дүниенің қазіргі заманғы физикалық бейнесі туралы көзқарасты қалыптастыру;

б) мыналарды пайдалануға қажет білімдер мен біліктіліктерді  қалыптастыру;

- қазіргі заманғы физика және классикалық физика модельдерін және заңдарын, негізгі ұғымдарын;

- физиканың теориялық және эксперименттік зерттеулер тәсілдерін.

Студент білім алу адам белсенділігінің маңызды процесі ретінде мазмұны төменде көрсетілген психологиялық заңдарға бағынатынын білуі керек, яғни: даму мен білім алу ешкімге беріле салатын немесе айтыла салатын зат емес.                   

Білім алып, ары қарай дамығысы келетін әрбір адам оны өзінің жеке еңбегімен, ерік-жігерімен, алға қойған мақсатына деген ұмтылысымен жетуі тиіс;

- тиімді ұғыну әрекеттілігі үшін әрекеттену мақсатын ұғынып барып алдына қоюы, қол жеткізетін нәтижені айқын көз алдына келтіре алуы және алға қойылған мақсатқа жетуге қажетті тәсілдер мен шараларды білуі керек.

Бұл жетекші құралда есептеу-графикалық тапсырмалардың, олардың орындалу қиындығына қарай А, В және С деңгейлеріне бөлінген нұсқалары, үш деңгейге сәйкес берілген.

         Есептердің бөліну критериі мынандай:

         - А деңгейінің тапсырмалары бұл негізінен, берілген үлгідегі есептерді шығара білуді талап ететін сапалы сұрақтар мен есептер;

         - В деңгейінің тапсырмалары  белгілі алгоритм бойынша типтік есептерді шығара білуді талап етеді.

         - С деңгейінің тапсырмалары берілген материалдың мағынасын оның ішкі байланысын жан-жақты талдап, берілген нақты есептің жалпы әдістемесін қолдана отырып, шешуді талап етеді.

Нұсқаның нөмірін студенттің өзі таңдап, оны практикалық сабақ жүргізетін оқытушы бекітеді. Сырттай оқу бөлімінің студенттері нұсқа нөмірін сынақ кітапшаларының соңғы екі саны  бойынша анықтай алады.

 

1.1  ЕСЖ тапсырмаларын орындауға әдістемелік нұсқау

 

Жоғарғы техникалық оқу орнында физика курсын оқыту барысында болашақ мамандар үшін есептерді шығарудың маңызы зор. Есеп шығару зерттелінетін құбылыстарға талдау жасауды, физикалық және физико- техникалық процестерді модельдеуді үйретеді. Есептер практикалық немесе  танымдық маңызы бар нақты сұрақтарды шешу үшін материалдық әлемнің жалпы заңдарын қолданудағы дағдыны дамытады. Физикада теорияны білмей немесе түсінбей есеп шығаруды үйрену мүмкін емес. Сондықтан, есептеу-сызбалық жұмысты орындау барысында тапсырмалардың тақырыбы бойынша теориялық материалдарда өздігінен қайталап, негізгі түсініктер мен заңдарды, теориялар мен принциптерді меңгеру керек.

Берілген физикалық есепті шығару процесі үш негізгі кезеңнен тұрады. Бірінші физикалық кезең бойынша есептің берілуіне талдау жасалынады, есепті көрнекті ету үшін суреті, сызбасы немесе векторлық диаграммасы салынады; сонан кейін берілген заң негізінде белгісіздер қатарына ізделініп отырған шама кіретін теңдеулер жүйесі құрылады.

Екінші математикалық кезеңде теңдеулер жүйесінің шешімі табылады, яғни есептің шешімін ең алдымен жалпы түрде, сонан кейін есептеулер жүргізе отырып, есептің сандық мәні алынады.

Есептің жалпы шешімі алынғаннан кейін оған талдау жасау керек. Яғни, осы үшінші этапта табылған шама қалай  және қандай физикалық шамаларға тәуелді, қандай жағдайларда бұл тәуелділік байқалатыны анықталады.

Есептің сандық жауабына талдау жүргізу барысында алынған шаманың өлшем бірлігі тексеріліп, алынған жауаптың шындыққа жақындығы бағаланады. 

 

1.2  Есептеу-сызба жұмыстарын безендіруге қойылатын

жалпы  талаптар

 

Әрбір есептеу-сызбалық жұмыс жеке дәптерде орындалады және дәптер мұқабасы келесі түрде толтырылады:

-         оқу орны және кафедра аты;

-         пән аты (Физика 2);

-         ЕГЖ нөмірі мен нұсқасы (сырттай оқу бөлімінің студенттері үшін

сынақ кітапшасының нөмірі);

-         жұмысты орындаған және тексерген адамның аты-жөні;

-         тексеруге берілген уақыты көрсетілуі керек.

Мысалы, дәптер мұқабасы келесі түрде безендіріледі:

      КЕАҚ АЭжБУ

     Физика кафедрасы

     Физика 2 ЕГЖ____

     Нұсқа №______

     Орындаған студент­­____(Аты-жөні, тобы)

     Тексеруге берілді_____ (күні)

     Тексерген_____(оқытушының аты-жөні, қызметі)

Есептің шарты қысқартусыз толығымен жазылады және «Берілгені» деп басталып, жалпыға бірдей белгілеулермен белгіленуі тиіс. Әрбір есеп физикалық шамалардың мағыналарын түсіндіретін анықтамалармен, физикалық заңдылықтармен, схемалық сызбалармен, суреттермен жалпы түрде (әріптік белгілеулер) шығарылуы тиіс.Одан кейін сан мәндерін қойып, есептеп, соңында ізделініп отырған физикалық шаманың өлшем бірлігін жазып қоюы керек. Есептеулер жүргізгенде жуықтап есептеулер ережесін пайдаланып, есептің жауабын қатесіз, түсінікті етіп жазу керек.

Әрбір есептің шешімі жаңа беттен басталып жазылады және бетте мұғалімнің ескертпелері мен түзетулеріне орын қалдырылуы керек.Жұмыс таза, суреттер сызғыштың көмегімен, қаламмен салынуы керек.

 

1.3 Есеп шығару және безендіру үлгісі

 

1.  Ұзындығы жұқа металл (өзекше) индукциясы B біртекті магнит өрісінде стерженге перпендикуляр оның бір ұшы арқылы өтетін осьтің бойын ν жиілікпен айналып тұр. Стерженнің ұштарында пайда болатын U потенциалдар айырымын анықтаңыз.

Берілгені:   Шешуі:

         ℓ, ν, B                   U  шамасы бірлік оң зарядты тасымалдайтын  электр

U = ?         өрісінің күш жұмысы ретінде анықталатын болғандықтан, ең алдымен берілген физикалық жағдайда электр өрісінің қалай пайда болатынын түсіндіріп, содан кейін E өріс кернеулігін анықтау керек. Ол үшін металл өзекшедегі еркін электрондарды қарастырамыз. Өзекше магнит өрісінде айналғандықтан, өзекшедегі еркін электрондарға Лоренц күші әсер етеді және ол күш олардың қозғалыс жылдамдығына тәуелді болады. 1-суретте өзекше сағат тіліне қарсы оның сол ұшы арқылы өтетін (О нүктесі) осьтің бойымен айналуда, B магнит индукция векторы сурет жазықтығына перпендикуляр «бізден ары» бағытталған. О нүктесінен r қашықтықта орналасқан электронға әсер ететін магниттік күш:

                                            .                                       (1.1)

 Мұндағы v стерженмен бірге қозғалғанда пайда болған электрон жылдамдығы:

                                             .                                               (1.2)

Лоренц күшінің әсерінен өзекшедегі зарядтардың орын ауыстыруы нәтижесінде зарядтар бөлініп таралып, Fм күшіне қарама-қарсы бағытталған электрондарға Fе күшпен әсер ететін электр өрісі пайда болады. Зарядтардың біркелкі бөлініп таралуы бұл күштер Fм=Fе теңелгенге дейін орнығады және бұл кезде электр өрісінің кернеулігі О нүктесіне дейінгі r қашықтыққа тәуелді болады.

                                             .                                            (1.3)

Өзекшенің ұштарындағы потенциалдар айырымын мына қатынасты қолдана отырып анықтаймыз:

.          (1.4)

Сонымен, ізделініп отырған потенциалдар айырымы мынаған тең: .

2.Тербелмелі контур сыйымдылығы C=2,0·10-8Ф конденсатордан және индуктивтілігі L=5,0·10-5 Гн катушкадан тұрады. Конденсатор астарларындағы бастапқы кернеу U0=120 B. Бастапқы уақыт мезетінде (t=0) конденсатор энергиясы Wэ ,  катушканың магнит энергиясына Wм тең деп алып,  конденсатордағы кернеу тербелісінің бастапқы фазасы φ мен максимал кернеуді Um анықтаңыз. Контур кедергісін ескермеуге болады.

Берілгені:      Шешуі:

 C=2,0·10-8 Ф,   Сыйымдылығы С коденсатордан, индуктивтілігі L                       L=5,0·10-5 Гн,               катушкадан және R кедергіден тұратын электрлік            

U0 =120 B,                    тербелмелі контурдағы еркін гармоникалық тербелісті    

Um=? φ=?          қарастырамыз (2 суретті қара). Катушкаға алдын ала зарядтаған  конденсаторды тұйықтағанда, тербелмелі контурда конденсаторда q  еркін зарядтардың және катушкада i ток күшінің тербелісі пайда болады.              

Біртексіз тізбек бөлігі үшін жалпылама  Ом заңына сәйкес

         iR =  -  -  L.                   (2.1)

Ток күшінің анықтамасы бойынша  , онда (2.1) мына түрге ие болады

        .               (2.2)                                                           

Идеал контур жағдайында кедергі R=0 онда:

                                                             .                         (2.3)

(2.3) дифференциалдық теңдеудің шешімі

                                                         ,                               (2.4)       

мұндағы  - контурдағы меншікті тербеліс жиілігі.

          Кез-келген уақыт мезетіндегі тогы бар контур энергиясы зарядталған конденсатордың электр энергиясы мен индуктивтілік катушканың магнит энергиясынан тұрады:

                                                .

Есептің шарты бойынша

                                                       ,

мұндағы  i0 – (t=0) бастапқы уақыт мезетіндегі ток күшінің мәні, ол мынаған тең:

                                                      .

Кез-келген уақыт мезетіндегі ток күшінің мәні мынаған тең болғандықтан

                                           ,

онда .

Олай болса,

                                          .

Онда, біріншіден,

ал екіншіден,                             .

Олай болса,                    и  .

Онда, бастапқы фаза

Жауабы:  , .

 

 

ЕСЖ №5. Тапсырма нұсқалары (М 5)

1 к е с т е

 

Нұсқа       №

Т.С.Байпақбаев, Х.Х. Манабаев.

Жалпы физика курсының есептер жинағы

 В.С.Волькенштейн

 Жалпы физика курсының есептер жинағы.

ЕСЖ №5 М5

(ұсынылатын)

А қосымшасы

 

А.1

12.1,12.10,12.28,12.45

 

1, 22

А.2

12.3, 12.11, 12.24, 12.29,

 

2, 16

А.3

12.2, 12.12. 12.30. 12.46

 

3, 25

А.4

12.4,12.14,12.31,12.47,

 

4, 21

А.5

12.6,12.15,12.33,12.41

 

5, 27

А.6

12.5, 12.16, 12.27, 12.40

 

6, 24

А.7

12.8, 12.19, 12.31, 12.42

 

7, 14

А.8

12.7, 12.20, 12.33,12.43

 

8, 19

А.9

12.9, 12.16, 12.26, 12.44

 

 

А.10

 

11.95,11.109,11.119,11.130

10, 8

А.11

 

11.94,11.108,11.120,11.127

11, 28

А.12

 

11.96,11.113,11.118,11.126

12, 19

В.13

12.13,12.32,12.49,13.9

 

13, 11

В.14

12.17,12.34,12.50,13.14

 

14, 6

В.15

12.18,12.35,12.51,13.16

 

15, 17

В.16

12.21,12.36,12.52,13.17

 

16, 7

В.17

12.22,12.37,12.53,13.18

 

17, 14

В.18

12.23,12.38,13.1,13.19

 

18, 3

В.19

12.39,12.48,13.7,13.20

 

19, 4

В.20

12.13,12.41, 12.49, 13.8

 

20, 12

В.21

13.1, 13.8

11.123, 11.103

21, 1

В.22

13.9,13.14

11.104, 11.112

23, 11

В.23

13.18

11.100, 11.110, 11.129

24, 3

В.24

13.19

11.101, 11.125, 11.131

25, 22

В.25

13.20

11.97, 11.128, 11.132

26, 28

С.26

13.2, 13.10

11.124, 11.117

27, 3

С.27

13.3, 13.13

11.125, 11.121

28, 1

С.28

13.4, 13.11, 12.54

11.126

16, 5

С.29

13.5, 13.12

11.117, 11.97

14, 9

С.30

13.6, 13.15

11.122, 11.109

17, 26

  

А Қосымшасы 

А.1 а) контур магнит өрісінде индукция сызықтарын қия отырып, орын ауыстырса (мысал келтіріңіз);

      б) контур арқылы өтетін магнит индукциясының ағыны өзгерсе, онда тұйық контурда әрқашан индукциялық ток пайда болады деуге бола ма?

А.2 Жазық электр өткізгіш рамка біртекті магнит өрісінде айналады.  Егер, айналу осі индукция сызықтарына:                     

 а) параллель;

 б)перпендикуляр болса, онда рамкада индукция ЭҚК-і пайда бола ма?

А.3 Тороид тәрізді өзекшеге катушка және электр өткізетін сақина ілінген.  Егер:

а) катушкамен тұрақты ток жүріп, ал сақинаны өзекше бойымен орын ауыстырса;

б) катушкамен айнымалы ток жүріп, сақина қозғалмаса, онда сақинада ток индукциялана ма? Катушканың магнит өрісі түгелдей өзекшеде жинақталған.

А.4 Электромагниттік полюстері арасындағы кеңістіктен өткізгіш контур суырып алынды. Контурдың орын ауыстыру уақытына:

а) контурдан бөлінетін жылу мөлшері;

б) контурмен ағатын заряд шамасы тәуелді болады ма?

А.5 Ток өткізгіш рамка (А.1 суретті қара) тогы бар шексіз түзу өткізгіштің магнит өрісінде:

 а) өткізгішке параллель орын ауыстырса;

 б) өткізгіш рамкадан үнемі бірдей қашықтықта  болып, рамка өткізгішті айнала қозғалса, онда, рамкада ток индукциялана ма?

А.6 Электр өткізетін бірдей квадрат пішінді екі рамка параллель орналасқан.  Егер рамканың біреуін 60° бұрышқа бұрса, онда олардың өзара индуктивтілігі өзгере ме? Өзгеріске ұшырайтын контурдың орта сызықтарының біреуінің центрі мен бағыты сақталады.

А.7  Ток өткізгіш рамка (А.1 суретті қара) тогы бар шексіз түзу өткізгіштің магнит өрісінде орналасқан. Өткізгіштегі ток күші I~t2  заңы бойынша өзгереді. Бұл жағдайда рамкага әсер ететін күш Ғ  ~ tk заңымен өзгерсе, k шамасының мәні неге тең болады? Өздік индукция тогының өрісі ескерілмейді.

А.8 Өздік индукция тогының өрісі ескерілген жағдайда А.7-есептегі рамкаға әсер ететін күш қалай өзгереді?

А.9 Егер сыммен жүретін ток күші

 а)  артса;

 б) кемісе, онда өткізгіш рамкаға (А.1 суретті қара) әсер ететін күштің бағытын анықта.

А.10 Электр өткізгіш сақинаны  (А.2 суретті қара)  қиып өтетін магнит ағыны  қиып өзгереді (а) сызбадагы (б) заңдылықпен өзгереді. Сақинада пайда болатын индукциялық токтың бағытын, ток күші қалай өзгеретінін анықтаңдар.

А.11 Парамагнит ортада орналасқан екі контурдың өзара индуктивтілігі, ортаны салқындатқанда қалай өзгереді?

А.12  Орамдарды бір-біріне тығыз орналастырылған бір қабатты  соленоидтың орам санын арттырған  сайын соленоидтың индуктивтлігінің орама  кедергісіне L/R қатынасы қалай өзгереді?

А.13 Соленоидтың екі орамасы  бір бағытта оралып, өзара параллель қосылған. Егер:

а) орамаларды өзара  тізбектеп қосса;

б) бір ораманы  айырып тастаса, онда соленоидтың индуктивтілігі қалай өзгереді?

А.14 Қозғалмалы MN белдеушесі бар тікбұрышты рамка тұрақты біртекті  магнит өрісінде орналасқан (А.3 суретті қара). Белдеуше бірқалыпты орын ауыстырады. Белдеушемен байланысқан санақ жүйесінде қандай өріс бар?

А.15 Темір өзекшесі бар тороидтың индуктивтілігі:

 а) орамдағы ток күшіне; 

б) өзекшенің температурасына тәуелді ме?            

А.16 Жазықтықтары өзара параллель бір бағытта және бірдей ток жүріп тұрған екі контур бір-бірінен қандай да болмасын бір аралықта орналасқан. Контурдың біреуін өзгеріссіз қалдырып, ал екіншінің орнын түрліше өзгертеді. Бір жағдайда оның жазықтығын   90°  қа, екінші жағдайда 180°-қа 

бұрады, ал үшінші жағдайда өз өзіне параллель етіп белгілі бір  қашықтыққа алшақтатады. Осы жағдайлардың қайсысында көп, ал қайсысында аз жұмыс  жасалынады?

А.17 Вертикаль орналасқан П-тәрізді электір өткізгіш раманың бойымен тыныштық күйден MN өзекшесі  (А.4 суретті қара) сырғанайды. Бұл құрылғы горизонталь бағытталған біртекті магнит өрісінде орналасқан. Қозғалыстың бастапқы кезінде өзекшенің жылдамдығы мен үдеуі қалай өзгереді? Раманың электр кедергісі мен индукциялық ток өрісі ескерілмейді.

А.18  Екі контур жазықтықтары бір-біріне параллель болып орналасқан. 1 контуры арқылы  сағат тілі бағытымен ток жүреді.  Контурлар жазықтығының параллельдігін сақтай отырып, бір-біріне қатысты қозғалады.  2 контурдағы  индукциялық токтың бағыты:

а) бір-біріне жақындағанда;

б) бір-бірінен алшақтағанда қалай бағытталады?  

А.19 Индуктивтіктері бірдей екі катушка арқылы уақытқа байланысты сызықтық заңы бойынша өзгеретін ток жүреді (А.5 суретті қара). Олардың қайсысында өздік индукция ЭҚК-і  артық болады?  Әр катушкадағы ток күші нөлден өткеннен кейін сызықтығын сақтай отырып қарама-қарсы бағытта өсетін болса,  онда өздік индукция ЭҚК- інің  мәні немесе таңбасы өзгере ме?

А.20 Біртекті магнит өрісінде орналасқан дөңгелек тұрақты бұрыштық  w жылдамдықпен айналады.  Дөңгелектің айналу осі индукция сызықтарына параллель. Дөңгелек осі мен оның құрсауы арасында индукцияланатын  потенциалдар айырмасын анықтау керек.

А.21 Конденсаторы мен жылжымалы MN белдеушесі бар өткізгіш контур  біртекті магнит өрісіне орналасқан (А.6 суретті қара). Егер белдеуше:

 а) бірқалыпты; 

б) үдемелі қозғалса, онда контурда ток бола ма? Тізбектің актив кедергісі ескерілмейді.

А.22 Жоғарыда  А.21- есепте қарастырылған MN белдеушесі  х~t4 заңы бойынша орын ауыстырсын. Бұл жағдайда индукциялық токтың уақытқа байланыстылығы І ~ tn   функциясы бойынша өзгереді. N мәні неге тең?

А.23 Радиусы R дөңгелек 1 контур арқылы ток жүреді. Радиусы R шамасынан едәуір аз екінші 2 контур жазықтықтары ылғи да параллель бола отырып, r осі бойымен тұрақты u жылдамдығымен қозғалады (А.7 суретті қара). L контурынан қандай аралықта 2 контурында  пайда болатын индукция ЭҚК-і  максимал мәнге ие болады?

А.24 Диаметрлері d1 және d2    (d2>d1), массалары бірдей екі мыс сақина айнымалы магнит өрісінде орналасқан. Сақина жазықтықтары өріс индукция сызықтарына перпендикуляр. Бірдей уақыт мезетінде  сақиналардағы:

 а) индукция ЭҚК-ін;

 б)  индукциялық токтарды салыстырыңыздар.

А.25 Егер А.8-суреттегі контурлардың кіші сақинасын:

а) сурет жазықтығында жатқан оське қатысты 30°-қа бұрса;

б) үлкен сақина жазықтығына перпендикуляр бағытта ілгерлемелі қозғаса, онда өзара индуктивтігі қалай өзгереді?

А.26 Біртекті магнит өрісінде бір-бірінің үстімен бірдей v жылдамдықпен төрт сым сырғанайды  ( А.9 суретті қара). Сымдардың қиылысу жазықтығы өріс индукция сызықтарына перпендикуляр. Ұлғаятын квадрат  контурдағы индукциялық ток қалай өзгереді

 

 

 

А.27 MN белдеуше (А.6 суретті қара) сызбасы А.10 - суретте берілген гармоникалық тербеліс жасайды. Сызбаның қай нүктесінде конденсатордың үстіңгі астарындағы максимал оң зарядпен сәйкес келеді?

x

 
А.28 Темір өзекшесі бар тороидтың орамасындағы ток күші екі есе арттырылды:

а) соленоид ішіндегі магнит өріс индукциясы екі есе артты;

б) соленоид ішіндегі магнит өріс энергиясы төрт есе артты;

в) индуктивтілік өзгерген жоқ деген пікірлердің қайсысы дұрыс?

  

ЕСЖ №6.  Тапсырма нұсқалары (М6)

2 к е с т е

 

 

Нұсқа     №

Т.С.Байпақбаев,М.Ш.

Қарсыбаев.Тербелістер мен толқындар, кванттық механика,  атомдық және ядролық физика. Алматы.  2002 ж

В.С.Волькенштейн Жалпы физика есептер жинағы. Мектеп.-Алматы.

 1974 ж.

ЕСЖ №6 М6

(ұсынылатын)      Б қосымшасы

 

А.1

1.5, 2.2, 2.21

14.22 , 16.9

1

А.2

1.3, 2.1, 4.42

14.18 , 16.8

2

А.3

1.2, 2.6, 2.42

16.10, 16.40

3

А.4

1.4, 2.5, 2.31

14.19, 16.11

4

А.5

1.11, 2.3, 2.32

12.38, 16.33

5

А.6

1.10, 2.4, 2.33, 2.60

16.32

6

А.7

1.13, 2.7, 2.29, 2.55

16.16

7

А.8

1.8, 2.8, 3.1, 2.56

            16.17

8

А.9

1.6, 2.15, 3.2

12.38, 16.15

9

А.10

1.9, 2.20, 3.3

14.21, 16.14

10

А.11

1.7, 2.22, 3.4

14.20, 16.12

11

А.12

2.24, 2.30, 3.5

12.9, 16.34

12

В.13

1.14,2.44, 3.8

12.16, 16.21

13

В.14

1.15, 2.45, 3.9

12.18, 16.22

14

В.15

1.12, 2.50, 3.10

12.17, 16.34

15

В.16

1.16, 2.48, 3.11

12.15, 16.38

16

В.17

1.17. 2.47, 3.12

12.19, 16.36

17

В.18

1.18, 2.34, 3.13

12.22, 16.44

18

В.19

1.19, 2.35, 3.14

12.47, 16.42

19

В.20

2.18, 2.38, 3.15

12.48, 16.41

20

В.21

2.17, 2.58, 3.16

12.49, 16.58

21

В.22

2.23, 2.59, 3.17

12.33, 16.59

22

В.23

2.24, 2.61, 4.35, 4.55

12.31

23

В.24

2.25, 2.51, 4.57

12.39, 16.55

24

В.25

2.26, 2.62, 4.56

12.40, 16.64

25

С.26

2.9, 2.39, 3.19

12.25, 14.11

26

С.27

2.10, 2.52, 3.18

12.29, 16.25

27

С.28

2.11, 2.28, 3.20

12.37, 16.28

28

С.29

2.12, 2.26, 3.21

14.10, 16.35

2

С.30

2.27, 2.36, 4.65

12.36, 16.28

11

 

Б Қосымшасы

 

Б.1 Қандай да бір еркіндік дәрежесі бірге тең жүйенің q координатының  t уақытқа тәуелді теңдеуі q = q*+ Аsin(ω0t+α) түрінде келтірілген. Мұндағы q*, А, ω0 және α – тұрақтылар. Осы жүйе қандай қозғалыс жасайды? Оның негізгі параметрлерін көрсетіңіздер.

Б.2 Бір өлшемді гармоникалық осциллятордың q координатасының  t уақытқа тәуелді теңдеуі q = q* + Аsin(ω0t+α) түрінде келтірілген.  жылдамдықтың және  үдеудің t уақытқа тәуелді теңдеуін табыңыздар.

Б.3 Бір өлшемді гармоникалық осциллятордың q координатасының  t уақытқа тәуелді теңдеуі q = q* + Аsin(ω0t+α).   жылдамдық амплитудасын және  үдеу амплитудасын табыңыздар.

Б.4  Уақыттың  t1=0 және t2 = π/(2ω) мәндеріндегі: а) х=Аcos(ωt+π/4); б) x=-2А cos(ωt - π/6) тербелістерді векторлық диаграммада кескіндеңдер. А>O тұрақты.

Б.5 Уақыттың t=0 мәніндегі  х=Аcos(ωt+π/3) ығысуды, -жылдамдықты,  -үдеуді векторлық диаграммада кескіндеңдер.  

Б.6 Массы m бөлшек OX осі бойында  қозғалыс жасай алады. Бөлшекке  Fx=-k(x - x*) күш әсер етеді, мұндағы  k және x* – тұрақтылар, k>O. Бөлшек қозғалысының теңдеуін жазыңыздар.

Б.7 Азот N2  молекуласындағы атомдар тербелісінің жиілігі ω0, бір атом массасы m. Атомдар арасындағы квазисерпінді күштің k коэффициентін анықтаңыздар.

Б.8 Гармоникалық осциллятордың q координатасының  t уақытқа тәуелді теңдеуі q=Аsin(ω0t+α) түрінде келтірілген. А және α арқылы жылдамдықтың  (t=0 уақыт мезетіндегі) q0 бастапқы мәнін өрнектеңдер.

Б.9 Гармоникалық осциллятордың q координатасының  t уақытқа тәуелді теңдеуі q=Аsin(ω0t+α). А және α арқылы жылдамдықтың  (t=0 уақыт мезетіндегі)бастапқы мәнін өрнектеңдер.   

Б.10 Гармоникалық тербеліс жасайтын бөлшекке тепе-теңдік күйден өту кезінде әсер ететін күш неге тең?

Б.11 Гармоникалық тербеліс жасайтын бөлшектің «шеткі»  жағдайдағы жылдамдығы неге тең?

Б.12 Бір өлшемді гармоникалық осциллятордың энергиясы  түрінде келтірілген, m - масса, k – квази серпінді күштің коэффициенті. Тербелістің амплитудасын анықтаңыздар.

Б.13 Бір өлшемді гармоникалық осциллятордың энергиясы  түрінде келтірілген, мұндағы  m - масса, k - квази серпінді күштің коэффициенті. Тербелістің m жылдамдық амплитудасын анықтаңыздар.

Б.14 Массасы m жүкше тізбектей жалғанған екі серіппеге жалғанған. Серіппе қатаңдықтары k1 және  k2  болғанда, жүкше тербелісінің жиілігі қандай болады? (Б.1 суретті қара).

 

 


      Б.1 сурет                                           Б.2 сурет

 

Б.15 Массасы m жүкше «параллель» жалғанған екі серіппеге бекітілген. Серіппе қатаңдықтары k1 және  k2  болғанда жүкше тербелісінің жиілігі қандай болады? (Б.2 суретті қара).


Б.16 Б.3 - суретте көрсетілген жүйенің тербеліс жиілігін анықтаңыз. Блок массасы m біртекті дискі, ал жүкше массасы М, серіппе қатаңдығы k, блоктағы жіп сырғымайды деп есептеңіз.


          

Б.3 сурет                                                   Б.4 сурет

 

Б.17 Қандай да бір еркіндік дәрежесі бірге тең жүйенің q координатасының  t уақытқа тәуелді теңдеуі q = a0 exp(-βt) cos(ωt+α) түрінде келтірілген. Мұндағы a0, β, ω, α – тұрақтылар. Осы жүйе қандай қозғалыс жасайды? Оның негізгі параметрлерін көрсетіңіздер.

Б.18 Өшетін тербеліс амплитудасы N=50 тербеліс жасағаннан е2 есе азайды. Өшудің λ логарифмдік декременті және жүйенің Q сапалығы неге тең?

Б.19 Ірімшік бөлігін таразыға салғанда, таразы тілшесінің соңғы үш көрсетуі : а1 = 560г, а2 = 440г, а3 = 520г болды. Ірімшік бөлігінің шын массасы қандай болғаны?

Б.20 Жүйе өшетін тербеліс жасайды. Жүйенің q координатының  t уақытқа тәуелді теңдеуі  q = a0 exp(-βt) cos(ωt+α). a0 және α арқылы жылдамдықтың (t=0 уақыт мезетіндегі)  0  бастапқы мәнін өрнектеңдер.

Б.21 Б.4 - суретте келтірілген тізбек үшін токтың I0  амплитудалық мәнін және ток пен кернеу арасындағы α фазалар айырымын табыңыз. Ток жиілігі ω. Жауабын түсірілген U0 кернеу амплитудасы, R кедергі және L индуктивтілік арқылы көрсетіңіз.

Б.22 Б.5 - суретте келтірілген тізбек үшін токтың I0  амплитудалық мәнін және ток пен кернеу арасындағы α фазалар айырымын табыңыз. Ток жиілігі ω. Жауабын түсірілген U0 кернеу амплитудасы, R кедергі және C конденсатор сыйымдылығы  арқылы көрсетіңіз.


Б.23 Б.6 - суретте келтірілген тізбек үшін токтың I0  амплитудалық мәнін және ток пен кернеу арасындағы α фазалар айырымын табыңыз. Ток жиілігі ω. Жауабын түсірілген U0 кернеу амплитудасы, R кедергі, L индуктивтілік және C конденсатор сыйымдылығы  арқылы көрсетіңіз.

 


Б.5 сурет                                               Б. 6 сурет

        

Б.24  Б.7- суретте келтірілген тізбек үшін R кедергіден бөлініп шығатын жылудың <Р> орташа қуатын анықтаңыз. Жауабын ток күшінің I0 және кернеудің U0 амплитудалары, ток пен кернеу арасындағы α фазалар айырымы арқылы көрсетіңіздер.


Б.7 сурет                                         Б.8 сурет

 

Б.25  Б.5-суретте келтірілген тізбек үшін R кедергіден бөлініп шығатын жылудың <Р> орташа қуатын анықтаңыз. Жауабын ток күшінің I0 және кернеудің U0 амплитудалары, ток пен кернеу арасындағы α фазалар айырымы арқылы көрсетіңіздер.

Б.26  Б.8-суреттегі тізбекте  V2,V3,V4 вольтметрлер  U2,  U3,  U4  кернеу көрсетеді. V1 вольтметрдің көрсететін U1 мәні неге тең?

Б.27  Б.8-суреттегі тізбекте  V2,V3,V4 вольтметрлер U2,  U3,  U4  кернеу амплитудаларының модулдарын көрсетеді. Кедергісі R тізбектен бөлінетін қуаттың <Р> орташа мәнін анықтаңыздар.

Б.28  Б.8-суреттегі тізбекте  V2,V3,V4 вольтметрлер U2,  U3,  U4  кернеу амплитудаларының модулдарын көрсетеді. Тізбек элементтеріндегі кернеудің тербеліс диаграммасын кескіндеңіздер. U кернеудің бастапқы фазасы нөлге тең деп есептеңіз.

 

ЕСЖ 7. Тапсырма нұсқалары (М 7)

3 к е с т е

Нұсқа№

 Т.С.Байпақбаев, М.Ш. Ќарсыбаев

Жалпы физика курсының есептер жинағы.

 В.С.Волькенштейн

 Жалпы физика курсының есептер жинағы.

ЕСЖ № 7 М7

(ұсынылатын)    В  қосымшасы

 

А.1

5.2, 5.28, 6.7, 6.22, 6.41

 

3

А.2

5.3, 5.29, 6.9, 6.23, 6.42

 

10

А.3

5.4. 5.34, 6.11, 6.24, 6.43

 

11

А.4

5.10,5.37,6.12,6.25(1), 6.44

 

14

А.5

5.6,5.45, 6.13, 6.26(1), 6.45

 

15

А.6

5.16,5.38,6.15, 6.26(2),6.46

 

13

А.7

5.1, 5.42, 6.14,6.27,6.47

 

12(a)

А.8

5.19, 6.1,6.35, 6.48

18.16

12(в)

А.9

5.21,6.2, 6.36, 6.50

18.1

7

А.10

5.22, 6.3, 6.21, 6.51

18.2

8

А.11

5.20, 6.5, 6.34, 6.52

18.4

12(б)

А.12

5.23, 6.6, 6.25(2), 6.53

18.3

4

В.13

5.17, 6.16, 6.24, 6.54

18.34

5

В.14

5.27, 6.10, 6.26(3), 6.53

18.7

26

В.15

5.39, 6.17, 6.38, 6.55

18.8

18

В.16

5.43, 6.18, 6.39,6.56

18.11

19

В.17

5.44, 5.19, 6.65(4), 6.39

19.39

25

В.18

5.35, 5.26, 6.65(1), 6.38

18.9

17

В.19

5.47, 6.33, 6.65(2)

19.41, 18.10

6

В.20

5.49, 6.34, 6.68

18.15, 19.46

2

В.21

5.51, 6.36, 6.67

18.13, 19.37

1

В.22

5.52, 6.35, 6.26(1), 6.57

18.17

16

В.23

5.53, 6.31,6.26(2), 6.58

18.18

21(а)

В.24

5.54, 5.31, 6.26(3), 6.59

18.19

21(б)

В.25

5.46, 5.33, 6.59. 6.60

18.14

24

С.26

5.56, 6.28(2), 6.65(1),

18.21

22

С.27

5.41, 6.20, 6.30, 6.65(2)

19.38

23

С.28

5.18,5.32,6.29, 6.28(1),6.63

 

20

С.29

5.48. 6.19, 6.31, 6.66

18.22

20

С.30

5.12, 5.46, 6.40, 6.62

19.40

28

 

В Қосымшасы 

В.1 Жұтылу қабілеттері әр түрлі, пішіндері мен өлшемдері бірдей екі дене белгілі температураға дейін қыздырылды, содан соң вакуумге орналастырылды. Салқындау процесі кезіндегі осы денелердің температураларының уақытқа тәуелділігі В.1 суретте кескінделген. Денелердің салқындау қисықтарының қайсысы жұтылу қабілеті үлкен денеге, қайсысы кішісіне сәйкес келеді? 

 

     T                                                             φλ,T

                                          

 

 


                                  

                                1                                        S1

     

                                2                                                               S2

0                                           t               0                                                      λ                        

В.1 сурет                                                           В. 2 сурет

 

В.2 Абсолют қара дененің сәуле шығаруының энергетикалық таралуынан  (В.2 суретті қара) S1  және S2  аудандары бірдей екі аймақ бөлініп алынды. Толқын ұзындығының берілген интервалына сәйкес келетін сәуле шығару қуаты мен шығарылған кванттар саны бірдей бола ма?

В.3 Студент екі температура үшін абсолют қара дененің сәуле шығару спектріндегі энергияның таралу қисығын сызды (В.3 суретті қара). Студенттің қатесін табыңыз.

                                

 

          В.3 сурет                                                            В.4 сурет

 

В.4  В.4-суретте қандай да бір температурадағы (1-қисық) абсолют қара дененің сәуле шығару энергиясының таралуының теориялық таралу қисығы мен сол температураға дейін қыздырылған қандай да бір дененің сәуле шығаруының экспериментальді қисығы (2-қисық) кескінделген. Тәжірибелік қисықтардың дұрыс емес екендігін қалай түсіндіруге болады?

В.5 В.5-суретте 1-қисық абсолют қара дененің сәуле шығару спектріндегі энергияның таралуын, 2-қисық сол температурадағы қандай да бір шартты дененің сәуле шығару спектріндегі энергияның таралу қисығын кескіндейді. 2-қисық үш аймақтан тұрады:  λ=0 ден λ1  - ге дейін, λ1-ден  λ2  -ге дейін және λ2 – ден  λ= ¥  -ке дейін. 2-қисықтың  барлық ординаты 1-қисықтың ординатынан 2 есе төмен. λ1 мен λ2  аралығында Eλ тұрақты болып қалады. Шартты дененің жұтылу қабілетінің толқын ұзындығы бойынша таралуын салыңыз.

 

                         

                  В.5 сурет                                              В.6 сурет

 

В.6 Оқшауланған жабық ыдыс ішінде идеал газ орналасқан. Газ молекулаларының концентрациясы n. Газ молекулаларының ілгерлемелі қозғалысының кинетикалық энергиясының көлемдік тығыздығы, абсолют қара дененің электромагнитті сәуле шығару энергиясының u көлемдік тығыздығына қандай T температурада тең болады? Алынған нәтижені мына мәндер үшін анықтаңыз:

аn =2,7·10²⅝ м‾³;

б) n =7,4·10¹³ м‾³.

В.7 Фотоэлементтің вольт-амперлік сипаттамасынан жарықтың әсерінен катод бетінен бірлік уақыттағы шығатын N электрондар санын қалай анықтауға болады?

В.8 В.6. суретте фотоэлектрондардың энергия бойынша таралу функциясы кескінделген. Фотоэлектрондардың максимал энергиясы қалай анықталады?

В.9  Лукирский мен Прилежаев тәжірибесінде фототокты тежеуге керекті потенциалдар айырымының бетке түсетін жарық жиілігіне тәуелділігі көлбеу түзумен (В.7 суретті қара) кескінделген. Осы көлбеу түзудің h Планка тұрақтысын қалай анықтауға болады? Әр түрлі түзулердің айырмашылықтарын қалай түсіндіресіз?

 

 


                                                                

Uз                                                                                                                              

 

 

 

 


  0    ν01   ν02                           ν

 

В.7 сурет                                                              В.8 сурет

 

В.10 Фотокатод  әрқайсысы монохроматты сәуле шығаратын екі көздің біреуінен жарықтануы мүмкін. Сәуле көздері катодтан бірдей қашықтықта орналасқан. Фототоктың бір жарық көзімен жарықтанғандағы анод пен катод арасындағы кернеуге тәуелділігі 1-қисықпен, екінші жарық көзімен жарықтанғанда 2- қисықпен кескінделеді (В.8 суретті қара). Осы жарық көздерінің айырмашылығы неде?

В.11 Екі фотокатод бір жарық көзімен жарықтанады. Бірінші катод үшін фототоктың анод пен катод арасындағы кернеуге тәуелділігі  В.9- суретте  1 –ші қисықпен, ал екінші катод үшін 2-ші қисықпен кескінделген. Қай фотокатодтың шығару жұмысы үлкен?

В.12 Фотоэлементтің вольт-амперлік сипаттамалары мына жағдайларда:

а) толқынның спектрлік құрамы өзгертілмей, толық жарық ағынын 2 есе арттырса;

б) фотондардың ағынын өзгертпей, қолданылатын монохромат жарықтың жиілігін 2 есе арттырса;

в) фотондардың ағынын өзгертпей, қолданылатын монохромат жарықтың толқын ұзындығын 2 есе арттырса;

г) жарық ағынын өзгертпей, қолданылатын монохромат жарықтың жиілігін 2 есе арттырса қалай өзгереді?

В.13 Вакуумде қандай да бір қашықтықта орналасқан  екі электрод (В.10 суретті қара) актив кедергімен жалғанған. Бір электрод спектрінде толқын ұзындығы hc/λ > Aшығ  шартты қанағаттандыратын сәулесі бар жарық көзімен жарықтанады. Осы жағдайда тізбектен ток өте ме?

 

 

 

                  

 

 

  

                      В.9 сурет                                                       В.10 сурет

 

В.14 Фотоэлектрондардың максимал кинетикалық энергиясының түскен жарық n жиілігіне тәуелділігін кескіндеңіз. Электрондардың металл бетінен шығу жұмысы Aвых.

В.15 Вакуумді фотоэлементтегі қаныққан фототоктың түскен жарық толқынындағы E электр өріс кернеулігіне тәуелділігін кескіндеңдер.

В.16 Түскен фотон энергиясы электронға берілген кинетикалық энергияға тең болатын процесс болуы мүмкін бе?

В.17 Комптондық шашырау кезінде (В.11 суретті қара) бірінші жағдайда фотон бастапқы бағытқа θ1 бұрышпен, екінші жағдайда θ2  бұрышпен ұшты. Қай жағдайда шашырағаннан кейінгі сәуленің толқын ұзындығы үлкен болады  және қай жағдайда әсерлесуші электронның кинетикалық энергиясы үлкен болады?

 

                                                                                   U(r)

                                                                                           

                                                                                        0                                 r                                                                       

             n2                               n1

                         θ2

     n0                                      θ1                                                                                                                                                                               

                   

             В. 11 сурет                                                  В.12 сурет

        

В.18 В.12-суреттегі атомның  U(r) потенциалды энергиясының сызбасынан атом энергия деңгейлерінің сұлбасын кескіндеу керек. Электронның r0   координатасы үшін n=2 кванттық күйдегі оның Т  кинетикалық энергиясын,  U потенциалды энергиясын және толық Е энергиясын көрсету керек.

В.19 В.13-суретте атомның кванттық деңгейлері кескінделген. Төменгі деңгейден жоғарғы деңгейге өткенде электронның энергия құраушыларының (кинетикалық, потенциалдық) әр қайсысы қалай өзгереді?

 

 

 

                                    

                                       n=¥                            

        

 

    

 


                                       n=3                                   

                                      

                                       n=2

 

                                                                                                                                

                                   

                                       n=1

   В.13 сурет                                                 В.14 сурет

 

В.20 Атомдағы электрондардың импульс моменті және оның кеңістіктегі бағдарлануы векторлық сұлбада (В.14 суретті қара) шартты түрде кескінделген. Вектор ұзындығы электронның орбиталды импульс моментінің модулына пропорционал. Сұлба векторы  n бас кванттық санының қандай минимал мәніне сәйкес келеді және  l , m кванттық сандарының мәндері неге тең?

 

 

                                          В.15 сурет

 

В.21 Солдан оңға қарайқозғалып келе жатқан электрон жолында бірінші  жағдайда (В.15 а суретті қара) табалдырық, екінші жағдайда (В.15 б суретті қара) бөгет кездеседі. Кванттық және классикалық теория бойынша:

1) электронның Wk  кинетикалық энергиясы П потенциалды энергиясынан аз;

2) электронның Wk  кинетикалық энергиясы П потенциалды энергиясынан артық болатын жағдайларда  бөлшектің осы бөгеттерден өту  ықтималдылығы қандай?

В.22 Көлемі V тұйықталған қуыс т температурада тепе-теңдіктегі жылулық сәуле шығарумен  толтырылған.  Сәуле шығарудың  CV  жылу сыйымдылығының температураға байланысын табыңыз.

В.23 Бетін абсолют қара дене деп алуға болатын  радиусы ρ шар Т температурада ұсталады:

а) шардың R* энергетикалық жарқырауын;

          б) шығарылған сәуленің толық ағынын;

 в) r>>ρ қашықтықтағы электромагниттік сәулелену энергиясының орташа u көлемдік тығыздығын табу керек.

В.24 Экспериментте сызықтық өлшемдері:

 а) r0 ~ 10ˉ¹º м (атом); 

 б) r0 ~ 10ˉ¹³ см (атом ядросы) болатын объектілердің  ішкі құрылымын зерттеуде қолданылатын үдеткіштен шыққанда электрондардың алатын қажетті кинетикалық энергиясын бағалаңыз.

В.25 Гейзенбергтің анықталмағандық қатынасын пайдаланып, сызықтық өлшемдері:

 а) r0 ~ 10ˉ¹º м (атом);

 б) r0 ~ 10ˉ¹³ см (атом ядросы)болатын кеңістікте жинақталған электронның Emin минимал кинетикалық энергиясын бағалаңыз.

В.26  Энергиясы минимал күйдегі массы m бөлшек ені l болатын тік бұрышты шексіз терең потенциалды шұңқырда орналасқан:

а) бөлшектің Emin энергиясын;

          б) оның шұңқыр қабырғасына түсіретін F  қысым күшін бағалаңыз.

В.27 Массы m бөлшек біртекті U(x)=kx²/2 (гармоникалық осциллятор) потенциалды өрісте орналасқан. Анықталмағандық қатынас көмегімен бөлшектің мүмкін болатын минимал Emin энергиясының оның нөлге жақын жиналған аймағының  x өлшеміне байланысын табыңыз.

В.28 Массасы m релятивистік бөлшек үшін де Бройлдық толқын ұзындығын өрнектеңіз:

а) оның v  жылдамдығы арқылы;

          б) Т кинетикалық энергиясы арқылы. Қандай жылдамдықта оның комптондық толқын ұзындығы де Бройлдық толқын ұзындығына тең болады?

 

ЕСЖ № 8. Тапсырма нұсқалары (М 8)

4 к е с т е

 

Нұсқа

Т.С. Байпақбаев, М.Ш. Ќарсыбаев.

Жалпы физика курсының есептер жинағы.

В.С.Волькенштейн

Жалпы физика курсының есептер жинағы.

 ЕСЖ № 8 М8

(ұсынылатын)

Г  қосымшасы

 

А.1

7.1, 7.23, 7.41

20.2; 213

45; 56

А.2

7.2, 7.24, 7.43

20.3;  21.6

46; 51

А.3

7.3, 7.21, 7.44

20.4, 21.10

1,  47

А.4

7.4, 7.22, 7.45,

20.5, 21.17

2, 48

А.5

7.7, 7.25, 7.41

20.8,  21.16

3, 36

А.6

7.8(1), 7.31,7.51

20.12, 21.31

4, 56

А.7

7.8(2), 7.32,7.52

20.13, 21.32

5, 15

А.8

717(1), 7.33, 7.53

20.16, 21.33

6, 16

А.9

7.10 , 7.34, 7.54

20.6,  21.34

7, 17

А.10

7.11, 7.24, 7.66

20.7, 22.3

8, 18

А.11

7.12, 7.35, 7.61, 8.1

21.14 , 22.4

9, 19

А.12

7.12(2), 7.25, 7.62, 8.2

21.24, 22.6

20, 44

В.13

7.13, 7.36, 7.63,  8.3

21.35, 22.8

21, 37

В.14

7.17(3), 7.41, 7.70, 8.4

22.9

22, 41

В.15

7.10,  7.42, 7.23, 8.5

22.7

23, 50

В.16

7.4, 7.43, 7.22,  8.6

22.10

24, 51

В.17

7.20, 7.44, 7.4, 8.7

22.11

25, 52

В.18

7.19, 7.45, 7.24, 8.8

22.12 (1)

26, 53

В.19

7.1, 7.46, 7.23, 8.9

22.12 (2)

27, 54

В.20

7.4, 7.50, 7.58, 8.10

21.12

28, 55

В.21

7.15, 7.49. 7.59

20.15, 22.28

10, 29

В.22

7.14, 7.48, 7.65

20.10,  22.20

13, 30

В.23

7.16, 7.47, 7.60

20.9, 22.21

31, 48

В.24

7.13, 7.39, 7.56

20.12, 22.32

14,32

В.25

7.19, 7.40, 7.55

20.18, 22.33

33, 50

С.26

7.18, 7.26, 7.64

20.14, 22.37

34, 51

С.27

7.20, 7.30, 7.69

20.28, 22.36

35, 52

С.28

7.6, 7.29, 7.57

20.32, 22.42

42, 33

С.29

7.5,  7.27, 7.68

20.31, 22.41

49, 54

С.30

7.9, 7.28, 7.67

20.30, 22,40

38, 55

 

Г Қосымшасы 

Г.1  Екі жартылай өткізгіштің өткізгіштігінің логарифмі мен  1/Τ байланысы   (мұндағы Т – температура) Г.1-суретте кескінделген. Осы жартылай өткізгіштердің қайсысында валенттік пен өткізгіштік аймақ арасындағы рұқсат етілмейтін аймағы енді болады?

 


   ln σ                                                              ln σ      

 

                                      2                                                 

                                                                                                        1

                           1                                                             2                                                

                                           

                                            1/T                                                                   1/T

         Г.1 сурет                                                          Г.2 сурет

 

Г.2 Г.2 - суретте екі жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігінің 1/Т –ға тәуелділігі кескінделген. Осы жартылай өткізгіштердің бір-бірінен айырмашылығы қандай?    

Г.3 Фотоөткізгіштік дегеніміз не? Жарықты қосқанда және өшіргенде  фотоөткізгіштік уақытқа байланысты  қалай өзгереді? Түсіндіріңіз.

Г.4 Жарықты диод дегеніміз не? Жарық диодының сәуле шығаруының түрі (цветі) қалай анықталады?

Г.5 – Г.12 Қандай физикалық объектілер Ферми-Дирак статистикасымен сипатталады? Ферми энергиясы дегеніміз не? Бөлме температурасында (kT=0,025 эВ) металдағы электрон энергиясы: ΔE= (Г.1 кестені қара) күйде болу ықтималдылығы қандай

а) Ферми деңгейінен жоғары;

б) Ферми деңгейінен төмен? Осы ықтималдылық Т=0 болған жағдайда қандай болады? Көрсетілген температураларға сәйкес, Ферми-Дирак таралу функциясының графигін салыңыз?

 

Г.1 к е с т е

5

6

7

8

9

10

11

12

ΔE, эВ

0,015

0,020

0,025

0,030

0,035

0,040

0,045

0,050

 

Г.13 – Г.20 Қандай физикалық объектілер Ферми-Дирак статистикасымен сипатталады? Ферми энергиясы дегеніміз не? Бөлме температурасында (kT=0,050 эВ) металдағы электрон энергиясы: ΔE= (Г.2 кестені қара) күйде болу ықтималдылығы қандай

а) Ферми деңгейінен жоғары;

б) Ферми деңгейінен төмен? Осы ықтималдылық Т=0 болған жағдайда қандай болады? Көрсетілген температураларға сәйкес, Ферми-Дирак таралу функциясының графигін салыңыз?

 

 

Г.2 к е с т е

13

14

15

16

17

18

19

20

ΔE, эВ

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

0,035

0,040

0,045

 

Г.21– Г.25 Температураның абсолют нөл мәніне сәйкес келетін (Г.3 кестені қара), тығыздығы ρ= (Г.3 кестені қара) металдағы еркін электрондардың  <ε> орташа кинетикалық энергиясын және εm максимал энергиясын (эВ-пен) есептеңіз.  

 

Г.3 к е с т е

 

21

22

23

24

25

Металл

Литий

Натрий

Калий

Рубидий

Цезий

тығыздығы ρ

534 кг/м³

971 кг/м³

860 кг/м³

1530 кг/м³

1870 кг/м³

 

Г.26 «Рұқсат етілмеген аймақ ені» түсінігі нені білдіреді? Кристалдардың қандай қасиеті  рұқсат етілмеген аймақ енін анықтайды?

Г.27 Энергиясы  5,5 эВ  фотон қандай да бір металға түскенде фотоэлектрондар 3,2 эВ кинетикалық энергия алады? Металл ішіндегі  электрондардың кинетикалық энергиясы 3,7 эВ-қа дейін барады. Энергетикалық диаграммадан:

а) Ферми деңгейінің орнын;

б) электрондардың металл бетінен шығу жұмысын;

в) потенциалдық шұңқыр тереңдігін;

г) металл бетінен шыққан электрондардың жоғалтатын кинетикалық энергиясын анықтаңыз.

Г.28 Фотодиод дегеніміз не? Олар қандай мақсатта қолданылады?

Г.29 Күн батареяларының жұмыс істеуін түсіндіріңіз. Оның ПӘК-і қалай анықталады және қазіргі кезде  күн батареяларының ПӘК-і қаншаға жетті?

Г.30 Жартылай өткізгішті диод және оның қасиеттері. Ол қалай түсіндіріледі?

Г.31 Энергиясы 3,1 эВ фотон қандай да бір металға (литиге) түскенде фотоэлектрондар 0,7 эВ  кинетикалық энергия алады. Металл ішіндегі  электрондардың кинетикалық энергиясы 4,7 эВ-қа дейін барады. Энергетикалық диаграммадан:

 а) Ферми деңгейінің орнын;

б) электрондардың металл бетінен шығу жұмысын;

 в) потенциалдық шұңқыр тереңдігін;

г) металл бетінен шыққан электрондардың жоғалтатын кинетикалық энергиясын анықтаңыз.

Г.32 Өткізгіштік электрондардың металдың жылу сыйымдылығына  қосатын үлесі аз болатыны қалай түсіндіріледі?

Г.33 Кристалға біріккенде жеке атомдардың энергетикалық спектрі қалай құралады?

Г.34 Қатты денелердің аймақтық теориясы бойынша өткізгіштер мен жартылай өткізгіштердің айырмашылығы неде?

Г.35 Қатты денелердің аймақтық теориясы бойынша жартылай өткізгіштер мен диэлектриктер айырмашылығы неде?

Г.36 Электрондарды жылулық өндіру дегеніміз не? Ол қандай жартылай өткізгіштерде және қандай шарттарда орындалады? Оның ерекшеліктері.

Г.37 Рекомбинация дегеніміз не? Рекомбинацияның ықтималдылығы неге байланысты?

Г.38  Цезидегі Ферми энергиясы 1,53 эВ, потенциалды шұңқырдың тереңдігі 3,43 эВ. Осы берілгендер арқылы цезиден электрондардың шығу жұмысын анықта. Цезиге жұтылған фотон энергиясы 3,1 эВ болса,  фотоэлектрондардың максимал кинетикалық энергиясы неге тең? Ферми деңгейіндегі электрондардың толық энергиясы неге тең? Осы металл үшін энергетикалық деңгейлер диаграммасын салыңыз.

Г.39 Қандай да бір металдағы потенциалды шұңқырдың тереңдігі 11 эВ,  ал шығару жұмысы 4 эВ. Ферми деңгейіндегі  электрондардың толық энергиясы  неге тең? Осы металл үшін энергетикалық деңгейлер диаграммасын салыңыз.

Г.40 Энергиясы 3,2 эВ фотон қандай да бір металға түскенде фотоэлектрондар 1,0 эВ кинетикалық энергия алады. Металл ішіндегі электрондардың кинетикалық энергиясы 5 эВ-қа дейін барады. Энергетикалық диаграммадан мыналарды тауып:

а) Ферми деңгейінің орнын;

б) электрондардың металл бетінен шығу жұмысын;

в) потенциалдық шұңқыр тереңдігін;

 г) металл бетінен шыққан электрондардың жоғалтатын кинетикалық энергиясын анықтаңыз.

Г.41 А металында  потенциалдық шұңқырдың тереңдігі 4 эВ, потенциалдық шұңқырдың түбінен есептегенде Ферми энергиясы 3 эВ. Ал В металы үшін бұл шамалар U0=3,5 эВ және EF=2 эВ-қа тең.  Егер осы металдарды түйістірсек, байланыс (контакт) потенциалдар айырымы қандай болады? Осы металдар үшін түйістірілгенге дейінгі және түйістірілгеннен кейінгі энергетикалық диаграммаларын салыңыз.

Г.42 α-ыдырау дегеніміз не? Оның негізгі заңдылықтары қандай? Радиоактивті айналу кезінде қандай сақталу заңдары орындалады? Мысал ретінде массалық саны А=238 болатын уран изотобының α-ыдырауын қарастырыңыз.

Г.43 α-ыдырау дегеніміз не? Оның негізгі заңдылықтары қандай? Радиоактивті айналу кезінде қандай сақталу заңдары орындалады? Мысал ретінде ²¹²Bi  висмут изотобының α-ыдырауын қарастырыңыз.

Г.44 α-ыдырау дегеніміз не? Оның негізгі заңдылықтары қандай? Радиоактивті айналу кезінде қандай сақталу заңдары орындалады? Мысал ретінде массалық саны А=60 болатын кобальт изотобының α-ыдырауын қарастырыңыз.

Г.45 β-ыдырау дегеніміз не? Оның негізгі заңдылықтары қандай? Радиоактивті айналу кезінде қандай сақталу заңдары орындалады? Мысал ретінде массалық саны А=234 болатын торий изотобының  электронды ыдырауын қарастырыңыз.

Г.46 β-ыдырау дегеніміз не? Оның негізгі заңдылықтары қандай? Радиоактивті айналу кезінде қандай сақталу заңдары орындалады. Мысал ретінде азот ¹³N изотобының  позитронды ыдырауын қарастырыңыз

Г.47 β-ыдырау дегеніміз не? Оның негізгі заңдылықтары қандай? Радиоактивті айналу кезінде қандай сақталу заңдары орындалады? Электронды ыдырауғы мысал ретінде массалық саны А=51 болатын ¹³³Sb изотобының  электронды ыдырауын қарастырыңыз. Осыдан төрт  β-ыдырау  кезінде қандай изотоп пайда болады?

Г.48 β-ыдырау дегеніміз не? Оның негізгі заңдылықтары қандай? Радиоактивті айналу кезінде қандай сақталу заңдары орындалады? Мысал ретінде массалық саны А=40 болатын калий ядросы үшін  К-қармауды қарастырыңыз.  Осы кезде қандай ядро пайда болады және оның сипаттамалары қандай?

Г.49 Радиоактивтілік дегеніміз не? Радиоактивті айналу кезінде қандай сақталу заңдары орындалады? ²³²Th элементінен  екі β-ыдырау және төрт α-ыдырау кезінде қандай изотоп пайда болады?

Г.50 Радиоактивтілік дегеніміз не? Радиоактивті айналу кезінде қандай сақталу заңдары орындалады?  Массалық саны А=238 болатын ураннан  екі β-ыдырау және үш α-ыдырау кезінде қандай изотоп пайда болады?

Г.51 – Г.54 Ядролық реакция дегеніміз не? Ядролық реакция кезінде қандай сақталу заңдары орындалады? Осы заңдарды пайдаланып Z реттік санды  және А массалық саныды, ядролық реакциядағы X -ті қалай анықтауға болады?   (Г.5 кестені қара).

 

Г.5 к е с т е

№ з

 

51

52

53

54

Реакция

 

27Al (n, α) X

27Al (α, p) X

27Al (γ, n) X

X (p, α) 22Na

Г.55 Ядролық реакция дегеніміз не? Ядролық реакция кезінде қандай сақталу заңдары орындалады? Осы заңдарды пайдаланып Z реттік санды  және А массалық саныды, ядролық реакциядағы X -ті қалай анықтауға болады?   27A l (γ, х) 26Mg.

Г.56 Ядролық реакция дегеніміз не? Ядролық реакция кезінде қандай сақталу заңдары орындалады? Осы заңдарды пайдаланып Z реттік санды  және А массалық санды ядролық реакциядағы X -ті қалай анықтауға болады?  14N (n ,x) 14C .

Әдебиеттер тізімі  

1. Савельев И.В. Жалпы физика курсы.- Алматы: Мектеп, 1977. - т.2.

2. Фриш.С.Э., Тиморева А.В. Физика курсы.- Алматы:Мектеп,1970.-т.2.

3. Қойшыбаев Н., Шарықбаев А.О.- Физика. Электродинамика   негіздері. Тербелістер мен толқындар. Оптика. Кванттық физика және атомдық ядро.- Алматы, 2001.-т.2.

4. Абдуллаев Ж. Жалпы физика курсы.-Алматы: Ана тілі, 1991.

5. Байпақбаев Т.С., Манабаев Х.Х. Жалпы физика курсының есептер жинағы. Электростатика. Тұрақты ток. Электрмагнетизм.- Алматы: АЭжБИ, 2003.

6. Байпақбаев Т.С., Қарсыбаев М.Ш. Жалпы физика курсының есептер жинағы. Тербелістер мен толқындар. Кванттық механика. Атомдық және ядролық физика.- Алматы: АЭжБИ, 2002.

7. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы.- Алматы: Мектеп, 1974.

8. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики.-М.: Высш. шк., 2002.

9. Трофимова Т.И. Курс физики.-М.: Высш. шк., 2002.

10. Савельев И.В. Курс физики.- М.: Наука, 1989.-т.3.

11. Полатбеков П. Оптика.- Алматы: Мектеп, 1981.

12. Жұманов К.Б. Атомдық физика негіздері.- Алматы: Қазақ Университеті, 2000.

13. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике.- М.: Высш. шк., 1981.

14. Астахов А.В., Широков Ю.М. Курс физики. Квантовая физика.-М.: Наука, 1983.-т.3.

15. Лабораторный практикум по физике. Под. Ред. Барсукова К.А., Уханова Ю.И.- М.: Высш. шк., 1988.

          16. Мажитова Л.Х., Қарсыбаев М.Ш. Виртуальный лабораторный практикум по физике.- Алматы: Алем, 2002

Мазмұны

          Кіріспе                                                                                                     2

          1.1 ЕСЖ тапсырмаларын орындауға әдістемелік нұсқау                          2                                       

1.2 Есептеу-сызба жұмысын безендіруге қойылатын

жалпы талаптар                                                                                                 3

1.3 Есеп шығару және безендіру үлгілері                                                   4

ЕСЖ №5, М 5                                                                                          7

А Қосымшасы                                                                                         8

          ЕСЖ №6, М 6                                                                                        13

Б Қосымшасы                                                                                        14

          ЕСЖ №7, М 7                                                                                        18

В Қосымшасы                                                                                        19

ЕСЖ №8, М 8                                                                                         25

Г Қосымшасы                                                                                        26

Әдебиеттер тізімі                                                                                             31                                   

                                                                                    

2011ж, жиынтық жоспары, реті 52