РГР № 5
|
Уровень
|
Вариант
|
В.С.
Волькенштейн «Сборник задач по общему курсу физики».-М., 1990
|
А.Г.
Чертов, А.А. Воробьёв «Задачник по физике»,-М., 1981
|
Физика.
Задания к практическим занятиям./Под ред. Ж.П. Лагутиной./-М.,1989
|
И.В.
Савельев. «Сборник вопросов и задач по общ. физике».-М., 1988
|
Приложение
А
|
А
|
1
|
|
25-6,25-17,
25-40,25-42
|
|
|
А.1, А.55
|
|
2
|
11.94,11.118, 11.109
|
25-43
|
|
|
А.2, А.44
|
|
3
|
11.93,11.119
|
25-29,25-44
|
|
|
А.3, А.39
|
|
4
|
|
25-7,25-18,
25-36
|
18-30
|
|
А.4, А.42
|
|
5
|
|
25-11,25-21(3),25-35,25-42
|
|
|
А.5, А.45
|
|
6
|
11.118,11.107
|
|
18-3,18-28
|
|
А.6, А.40
|
|
7
|
11.96,11.120,
11.110
|
|
18-27
|
|
А.7, А.48
|
|
8
|
11.108
|
|
18-4,18-17,
18-30
|
|
А.8, А.47
|
|
9
|
11.119,11.111,
11.128
|
|
18-5
|
|
А.10, А.46
|
|
10
|
|
25-18,25-34
|
18-7,18-26
|
|
А.9, А.54
|
|
11
|
11.102,11.120,
11.108,11.127
|
|
|
|
А.11, А.37
|
|
12
|
11.132
|
25-12,25-21(1),25-29
|
|
|
А.12, А.41
|
|
13
|
11.111
|
25-6,25-21(2),25-26
|
|
|
А.13, А.36
|
|
14
|
|
25-17
|
18-1,18-22
|
3.225
|
А.14, А.38
|
|
15
|
11.102
|
25-19,25-25
|
|
3.210
|
А.15, А.43
|
|
16
|
|
25-21(2),25-34
|
18-4,18-24
|
|
А.16, А.53
|
|
17
|
11.131
|
25-12,25-21(3),25-36
|
|
|
А.17, А.52
|
|
18
|
|
25-21(1),25-40
|
18-5,18-21
|
|
А.18, А.51
|
|
19
|
|
25-25
|
18-3,18-14,18-37
|
|
А.19, А.50
|
|
20
|
|
25-11,25-19,
25-35
|
|
3.225
|
А.20, А.49
|
В
|
21
|
11.103,11.113, 11.129
|
|
18-15
|
|
А.29, А.56
|
|
22
|
11.105,11.116, 11.122
|
25-45
|
|
|
А.23, А.57
|
|
23
|
11.106,11.114
|
25-23,25-27
|
|
|
А.24, А.58
|
|
24
|
11.117,11.126
|
|
18-13,18-16
|
|
А.25, А.59
|
|
25
|
|
25-9,25-32,
25-20,25-45
|
|
|
А.26, А.60
|
|
26
|
11.129
|
25-15,25-22,25-41
|
|
|
А.22, А.61
|
|
27
|
|
25-38,25-13,25-23
|
18-43
|
|
А.27, А.62
|
|
28
|
|
25-39,25-16
|
18-15,18-41
|
|
А.30, А.63
|
|
29
|
|
25-37,25-8
|
18-16,18-42
|
|
А.28, А.64
|
|
30
|
11.126,11.117,
11.121
|
25-9
|
|
|
А.21, А.65
|
С
|
31
|
|
|
18-6,18-18,18-38
|
3.226
|
А.35, А.66
|
|
32
|
11.125
|
|
18-10,18-20,18-44
|
|
А.31, А.67
|
|
33
|
11.124
|
25-10,25-33,
25-46
|
|
|
А.33, А.68
|
|
34
|
|
25-24
|
18-48,18-38,18-10
|
|
А.34, А.69
|
|
35
|
|
25-28,25-46,
25-33
|
|
3.241
|
А.32, А.70
|
Приложение А
А.1 В чем состоит существенное различие между максвелловым
и фарадеевым пониманием явления электромагнитной индукции? Чья трактовка закона
более общая?
А.2 Зависит ли ЭДС индукции в проводнике от рода
вещества проводника, его состояния (например, температуры), его однородности
или неоднородности? Опишите опытные данные и сделайте вывод относительно
причины возникновения ЭДС индукции.
А.3 Объясните, какая сила приводит в движение
электрические заряды в проводящем контуре, в котором индуцируется ЭДС переменным
во времени магнитным полем. Контур неподвижен относительно поля.
А.4 Объясните, какая сила приводит в движение
электрические заряды в проводнике, движущемся в магнитом поле. Приведите
конкретный пример.
А.5 К каким эффектам в среде и в вакууме приводит
электромагнитная индукция?
А.6 На рисунке А.1 показаны плоские контуры из
тонких проводов, находящиеся в однородном магнитном поле, которое направлено за
плоскость рисунка. Индукцию поля начали уменьшать. Покажите направление
индукционных токов в контурах, объясните, как Вы это определили.
Рисунок А.1
А.7 На рисунке А. 2 показаны плоские контуры из
тонких проводов, находящиеся в однородном магнитном поле, которое направлено
перпендикулярно плоскости рисунка «к нам» индукцию поля начали увеличивать.
Определите направление индукционных токов в контурах.
Рисунок
А.2
А.8 Каковы физические явления, лежащие в основе
генераторов переменного тока? Опишите основные схемы генераторов.
А.9 ЭДС индукции согласно закону электромагнитной
индукции 
определяется
скоростью изменения потока индукции, охватываемого проводником. Опишите способы
изменения магнитного потока и приведите примеры.
А.10 Металлический стержень, закрепленный одним
концом, может свободно колебаться в отсутствие магнитного поля, но в магнитном
поле его колебания быстро затухают. Почему?
Где находит применение это явление?
А.11 Обсудите физическую причину, по которой
индуктивность в электрической цепи ведет себя подобно массе в механическом
движении.
А.12 В цепи с большой постоянной времени течет
стационарный ток. При размыкании цепи могут возникнуть представляющие иногда
опасность искра или электрическая дуга. Объясните.
А.13 Если через катушку электромагнита пропускать
переменный ток неизменной амплитуды, то
металлической кольцо, надетое на него, спокойно висит в воздухе. Однако, если
ток резко включить, то кольцо весьма высоко подпрыгнет. Почему кольцо ведет
себя так в этих случаях? Что удерживает кольцо во взвешенном состоянии?
Насколько устойчиво положение кольца?
А.14 Замкнутое металлическое кольцо движется в
однородном магнитном поле поступательно. Возникает ли индукционный ток в
кольце? Рассмотрите различные направления движения кольца в поле. Ответ
обоснуйте.
А.15 Проволочная рамка вращается вокруг
прямолинейного проводника с током I рисунок А. 3 так, что этот
проводник является неподвижной осью вращения, а плоскость рамки всегда
находится в одной плоскости с проводником. Возникает ли при этом в рамке ток?
Ответ обоснуйте.
Рисунок А. 3
А.16 Возникнет ли в проволочной рамке из вопроса
5.15 ток, если осью вращения будет служить одна из сторон рамки? Ответ
обоснуйте.
А.17 Имеется вертикально расположенная катушка, на
которой лежит металлический предмет. Почему этот предмет нагревается, если по
виткам катушки течет переменный ток, и остается холодным при постоянном токе?
А.18 Круговой проводящий плоский контур, помещен в
однородное магнитное поле с индукцией 
, направленное перпендикулярно плоскости контура. Укажите направление
тока, возникающего в контуре в случаях: а) В растет; б) В
убывает; в) контур растягивается; г) контур сжимается.
А.19 Покажите, что правило Ленца соответствует
закону сохранения энергии для явления электромагнитной индукции.
А.20 Электрическая цепь имеет параметры:
индуктивность L, активное сопротивление R. Изобразите графики
установления тока в цепи после ее замыкания на источник постоянной ЭДС и
уменьшения тока после размыкания цепи. Будут ли одинаковыми промежутки времени между значениями тока от I1=0 до I2=0,9 I0 при установлении тока и от I0 до 0,1 I0 при его уменьшении?
А.21 На рисунке А. 4 проводник с током I
перемещается вправо со скоростью 
. Как направлен ток в неподвижном проводящем контуре в виде
квадратной рамки со стороной а,
плоскость которой лежит в плоскости прямого тока I. От чего зависит величина
индукционного тока в рамке?
Рисунок
А.4
А.22 Постоянная времени для цепи с индуктивностью и
сопротивлением равна L/R. За
это время ток уменьшается до значения 
от своей начальной
величины. Покажите, что единицей этой величины действительно является единица
времени - секунда.
А.23 Прямоугольная рамка расположена перпендикулярно
индукции 
однородного магнитного
поля. Одна из сторон рамки длиной 
перемещается со
скоростью 
параллельно самой
себе. Покажите, исходя из выражения силы Лоренца, что ЭДС индукции равна скорости
изменения магнитного потока 
.
А.24 Подковообразный магнит, как правило, не
притягивает алюминиевые предметы. Если же повесить подковообразный магнит на
нити над алюминиевым диском (способным вращаться) и раскрутить магнит, то диск
начнет вращаться. Почему? В какую сторону будет вращаться диск? (Примерно так
же работает спидометр автомобиля).
А.25 По первичной обмотке
трансформатора
течет ток пилообразной формы (Рисунок А.5).
Постройте качественно график зависимости от
времени ЭДС индукции 
, наводимой во
вторичной обмотке трансформатора. Явлением
самоиндукции в первичной обмотке
пренебречь. Рисунок
А.5
А.26 По катушке
индуктивности L протекает ток, зависимость от времени которого
показана на рисунке А.6, где 
и 
- постоянные.
Постройте качественно график зависимости
ЭДС самоиндукции в катушке, укажите характер зависимости 
.
Рисунок А.6
А.27 В схеме, изображенной
на рисунке А.7,
в момент времени t=0 замыкают цепь.
Постройте качественно графики зависимости
силы тока I в цепи и напряжения U на
вольтметре
от времени t (сопротивлением
катушки пренебречь).
Рисунок
А.7
А.28 При демонстрации опыта
по возникновению
ЭДС самоиндукции при размыкании цепи
используют следующую схему (рисунок А.8).
Каким должно быть соотношение между активным
сопротивлением катушки и сопротивлением лампочки
накаливания и какой должна быть индуктивность L,
чтобы эксперимент был убедительным?
Постройте качественно графики зависимости I(t) Рисунок А.8
в цепи для различных параметров цепи (сравнительные).
А.29 При демонстрации опыта
по возникновению
ЭДС самоиндукции при замыкании цепи
используют схему (рисунок А.9) Каким должно быть
соотношение между активными сопротивлениями
ветвей цепи и каково должно быть значение
индуктивности катушки, чтобы эксперимент был
убедительным? Постройте качественно графики Рисунок А.9
зависимости I(t) в ветвях цепи после
замыкания ключа.
А.30 На замкнутый железный сердечник надеты две
обмотки. Как определить число витков каждой из обмоток, если имеется источник
переменного тока с напряжением U и чувствительный вольтметр?
А.31 Контуры 1 и 2 находятся в переменных магнитных
полях (рисунок А.10). Магнитный поток в первом контуре изменяется по закону Ф1=А1t, во
втором - Ф2=А2t. На остальных участках
магнитное поле отсутствует. Будет ли течь ток через сопротивление R? В
каком направлении? Принять А1>А2, S1=S2.
Рисунок
А.10
А.32 Контуры 1 и 2 находятся в переменных магнитных
полях (рисунок А.10). Магнитный поток в первом контуре изменяется по закону Ф1=А1t, во
втором - Ф2=А2t. На остальных участках
магнитное поле отсутствует. Проанализируйте, в каком случае ток через сопротивление
R будет минимален, а в каком – иметь максимально возможное значение при
заданных постоянных А1 и А2. Площади контуров 1 и 2 одинаковы.
Может ли ток через указанное сопротивление быть равным нулю?
А.33 В магнитном поле
бесконечно длинного
прямого проводника с током I перпендикулярно току
движется проводник длиной l со
скоростью u (рисунок А.11).
Проводник l все время остается
параллельным току I в одной
плоскости с ним. Найдите разность потенциалов на
концах
проводника l как функцию его положения
относительно
провода с током. При каком условии эта разность
потенциалов
все время будет оставаться постоянной? Рисунок
А.11
А.34 Два круглых витка (не связанных электрически)
расположены один за другим, и вы смотрите вдоль линии, соединяющей их центры. К
ближнему витку подключается батарея, и ток в нем течет против часовой стрелки.
а) В каком направлении потечет индукционный ток в дальнем витке? б) Как долго
он длится? в) Как изменится длительность индукционного тока, если удвоить диаметр:
1) провода; 2) витков?
А.35 Два плоских контура, выполненных из одной и той
же проволоки в виде квадратов со сторонами
а и 2а соответственно, находятся в однородном магнитном поле. Плоскости
контуров перпендикулярны вектору 
. Магнитное поле убывает по закону В=b/t, где b –
положительная постоянная. Постройте качественно графики зависимости ЭДС,
возникающей в каждом контуре от времени. Сравните численные значения токов в
контурах в момент времени t.
А.36 Какую физическую величину Дж.К. Максвелл назвал
током смещения, почему?
А.37 Важный вывод, сделанный Дж.К. Максвеллом, можно
сформулировать так: в природе все электрические токи замкнуты. Как это следует
понимать?
А.38 Опишите принцип действия бетатрона – ускорителя
электронов.
А.39 Что представляет собой электромагнитное поле?
Дайте определение. Какие уравнения отражают физическую структуру
электромагнитного поля?
А.40 Опишите основные свойства уравнений Максвелла и
укажите границы применимости этих уравнений.
А.41 Почему скорость изменения вектора смещения 
называется плотностью
тока смещения? Совпадает ли направление вектора 
с направлением
вектора 
.
А.42 Существует ли различие в физическом смысле
напряженности 
электростатического и
вихревого электрического полей? Укажите существенные отличия в свойствах этих полей.
А.43 Может ли в какой-либо области пространства
существовать электрическое поле с замкнутыми силовыми линиями? Если может, то
при каких обстоятельствах?
А.44 В диэлектрической
однородной среде
создано однородное электрическое поле 
(рисунок
А.12).Модуль вектора 
убывает со временем
по
закону Е=а/t, где а – положительная
постоянная.
Запишите выражение для модуля плотности тока
смещения и укажите направление вектора 
. Рисунок
А.12
А.45 В однородном магнитном поле с индукцией 
, поток которого ограничен круговым сечением площадью S, на
расстоянии r от осевой линии потока находится a - частица (рисунок А.13). Индукция поля
равномерно уменьшается. Как будет вести себя a - частица в этом случае?
Рисунок А.13
А.46 В однородном магнитном поле с индукцией 
, поток которого ограничен круговым сечением площадью S, на
расстоянии r от осевой линии потока находится заряженная частица
с зарядом q и массой m. Индукция магнитного поля
изменяется по закону В=b × t, где b –
положительная постоянная. Получите формулу для тангенциального ускорения этой частицы.
А.47 Напряжение между обкладками плоского
конденсатора изменяется по закону U=U0(1-kt2), где k –
положительная постоянная. Докажите, что ток смещения в конденсаторе можно
выразить формулой I см =
-2k СU0t, где С – емкость
конденсатора.
А.48 Напряжение между обкладками плоского
конденсатора изменяется по закону 
, где U0 и b - положительные постоянные. Докажите, что
ток смещения в конденсаторе можно выразить формулой I см = -СbU, где С – емкость
конденсатора.
А.49 Какое свойство магнитного поля обусловливает
постоянство индуктивности жесткого контура с током?
А.50 Как следует намотать катушку (соленоид), чтобы
её индуктивность была очень мала?
А.51 Индуктивность – коэффициент пропорциональности
между магнитным потоком, создаваемым рассматриваемой системой, и током в ней.
Объясните, почему индуктивность соленоида пропорциональна квадрату числа
витков на единицу длины.
А.52 Какие уравнения входят в полную систему
уравнений Максвелла как «материальные уравнения»? Что выражают эти уравнения,
почему так называются?
А.53 В учении об электричестве и магнетизме частные
законы были обобщены Максвеллом так, что они стали выражать в компактной форме
все содержание классической макроскопической электродинамики. В чем состояло
обобщение, сделанное Максвеллом, при переходе от закона полного тока ко второму
уравнению системы?
А.54 В учении об электричестве и магнетизме частные
законы были обобщены Максвеллом так, что они стали выражать в компактной форме
все содержание классической макроскопической электродинамики. В чем состояло
обобщение, сделанное Максвеллом, при переходе от закона электромагнитной
индукции Фарадея к первому уравнению системы?
А.55 Что выражают третье и четвертое уравнения
системы уравнений Максвелла? Симметричны ли они?
А.56 Магнитный поток через площадь проводящего
кольца равномерно возрастает. Покажите, что напряженность вихревого
электрического поля в кольце пропорциональна его радиусу.
А.57 В некоторой области пространства создано
однородное магнитное поле 
. Модуль индукции этого поля изменяется с постоянной
скоростью так, что 
. Изобразите на рисунке силовые линии магнитного поля 
и электрического 
. Будет ли поле вектора 
однородным?
А.58 Виток радиусом R расположен так, что его
плоскость перпендикулярна вектору индукции 
однородного
магнитного поля. Индукция поля изменяется по закону В=bt, где b – положительная
константа, t – время. Получите формулу для напряженности вихревого электрического
поля в витке.
А.59 Виток радиусом R расположен так, что его
плоскость перпендикулярна вектору индукции 
однородного
магнитного поля. Индукция поля изменяется по закону В=bt, где b – положительная
константа, t – время. Докажите, что работа, которую совершает
индуцируемое электрическое поле при
перемещении электрона по витку, равна 
.
А.60 В длинном прямом соленоиде с радиусом сечения R и
числом витков на единицу длины n изменяют ток с постоянной
скоростью 
. Найдите модуль вектора
напряженности вихревого электрического поля как функцию расстояния r от оси
соленоида (для r>R). Изобразите примерный
график этой зависимости. Укажите направление векторов 
и 
на рисунке.
А.61 В длинном прямом соленоиде с радиусом сечения R и
числом витков на единицу длины n изменяют ток с постоянной
скоростью 
. Найдите модуль вектора
напряженности вихревого электрического поля как функцию расстояния r от оси
соленоида (для r<R). Изобразите примерный
график этой зависимости. Укажите направление векторов 
и 
на рисунке.
А.62 Покажите, что в однородной среде при отсутствии
сторонних зарядов и токов однородное переменное магнитное поле порождает
неоднородное электрическое поле.
А.63 Покажите, что в однородной среде при отсутствии
сторонних зарядов и токов однородное переменное электрическое поле порождает
неоднородное магнитное поле.
А.64 Плоский конденсатор
образован двумя дисками, между которыми находится слабо проводящая среда.
Конденсатор зарядили и отключили от источника напряжения. Пренебрегая краевыми
эффектами, покажите, что магнитное поле внутри конденсатора отсутствует.
А.65 На рисунке А.14 изображен сферический
конденсатор,
заполненный слабо проводящей средой. Конденсатор
зарядили и отключили от источника напряжения.
Изобразите линии вектора 
и линии тока смещения
в произвольный момент времени разрядки конденсатора.
Покажите, что магнитное поле внутри конденсатора
отсутствует, несмотря на движение зарядов между
обкладками. Рисунок А.14
А.66 Пусть в неограниченной проводящей среде помещен
металлический шар, которому сообщили заряд q (рисунок А.15). Так как
среда проводящая, появятся электрические токи, текущие в радиальных направлениях,
но магнитное поле
в окружающем шар
пространстве будет отсутствовать.
Докажите это.
Рисунок А.15
А.67 Длинный прямой соленоид имеет n витков
на единицу длины. По нему течет переменный ток I=Im sin w t. Найдите плотность тока
смещения как функцию расстояния r от оси соленоида.
Рассмотрите случаи: 1) r<R; 2) r>R.
А.68 Плоский конденсатор в виде круглых пластин
радиуса R заряжается так, что заряд на его обкладках
изменяется по закону q(t) = q0 (1+kt2), где k – постоянная
величина. Используя уравнения Максвелла, определите характер магнитного поля
между обкладками конденсатора. Постройте примерные графики зависимостей: а) Н(t) для
точек, лежащих на расстоянии r от оси конденсатора; б) Н(r) для
данного момента времени t.
А.69 Покажите, что в типичных металлах, например,
меди с проводимостью s »6,3 × 107 См/м,
плотность тока смещения мала по сравнению с плотностью тока проводимости. Числовую
оценку дайте для частоты переменного тока n@103 МГц.
А.70 Плоский воздушный конденсатор в виде круглых
пластин радиуса R заряжается постоянным током так, что заряд q на пластинах растет пропорционально времени зарядки t. Будет
ли между обкладками конденсатора существовать магнитное поле? В случае утвердительного
ответа покажите направление линий поля 
и определите модуль
Н(r), где r – расстояние от оси конденсатора. Принять
расстояние между пластинами много меньшим их линейных размеров.
РГР №6
|
Уровень
|
Вариант
|
В.С. Волькенштейн «Сборник задач по общему курсу
физики».-М., 1990
|
А.Г. Чертов, А.А. Воробьёв «Задачник по физике»,-М.,
1981
|
Физика. Задания к практическим занятиям./Под ред.
Ж.П. Лагутиной./-М.,1989
|
Приложение
|
А
|
1
|
12.6,12.17,12.39, 12.47,12.62,16.61
|
|
19.35
|
Б.9
|
|
2
|
12.7,12.18,12.63, 12.44
|
6-24(3),27-8,30-1
|
|
Б.13
|
|
3
|
12.8,12.19(а),12.43,
12.64
|
6-40,27-6,31-13
|
|
Б.7
|
|
4
|
12.9,12.21,12.44, 14.4, 16.58
|
6-24(5), 30-25
|
|
Б.20
|
|
5
|
12.10,14.1,14.8,12.43
|
6-24(6),6-46,30-26
|
|
Б.14
|
|
6
|
12.11,12.24,12.37, 16.14
|
|
19.14,19.39,21.26
|
Б.10
|
|
7
|
12.12,12.31,14.9, 12.23
|
6-44,6-66,31-3
|
|
Б.11
|
|
8
|
12.14,12.22,14.4, 16.16
|
6-25,6-59, 32-3
|
|
Б.1
|
|
9
|
12.23,12.45,12.58
|
6-27,30-26
|
19.32,21.21
|
Б.5
|
|
10
|
12.25,12.37,16.39
|
7-2,30-25
|
19.9,19.13
|
Б.2
|
|
11
|
14.1,12.26,16.36, 16.58
|
6-14,7-1
|
19.15
|
Б.15
|
|
12
|
14.2,12.50,16.30, 16.37,16.59
|
6-15,7-4
|
|
Б.3
|
|
13
|
12.49,14.3,16.15, 16.62
|
7-5,6-16,27-4
|
|
Б.4
|
|
14
|
12.44,14.4,16.19, 16.61
|
6-4(1,2),6-17,6-33
|
|
Б.8
|
|
15
|
12.45,14.5,16.34
|
6-5,6-18,6-36,27-9
|
|
Б.16
|
|
16
|
12.46,14.6,16.35
|
6-6,6-20(1),6-38,27-8
|
|
Б.12
|
|
17
|
12.47,14.7,16.36, 16.62
|
6-9,6-32(б),6-68
|
|
Б.6
|
|
18
|
12.23,12.31,12.47,
12.56,14.8,16.37, 16.60
|
|
|
Б.17
|
|
19
|
12.4(б),12.32,
14.9,16.38
|
6-37
|
19.13,20.23
|
Б.18
|
|
20
|
12.5(в),12.61,
14.10,16.45,16.64
|
6-24(1),6-38
|
|
Б.19
|
В
|
21
|
16.40
|
6-28,6-43,30-28,
32-15
|
7.10,7.28
|
Б.22
|
|
22
|
12.27
|
6-29(1),6-62,7-10,
31-19,32-17
|
7.5
|
Б.23
|
|
23
|
12.28,12.40,
16.42
|
6-61,30-29,32-18
|
7.49
|
Б.28
|
|
24
|
|
6-48,6-29(3),6-63
|
7.39,19.10,19.43,21.6
|
Б.24
|
|
25
|
|
6-28,6-58,6-71
|
7.22,19.6,20.11,21.27
|
Б.30
|
|
26
|
14.13
|
|
7.8,7.13,7.29, 19.40,20.26, 21.7
|
Б.26
|
|
27
|
14.14
|
|
7.7,7.14, 7.29,19.41,
20.28,21.6
|
Б.25
|
|
28
|
|
6-23,6-63
|
19.43,20.29,21.17, 19.10, 19.25
|
Б.26
|
|
29
|
14.15
|
6-11,6-27,6-62
|
20.30,21.18,19.9
|
Б.29
|
|
30
|
|
6-28,6-61
|
19.31,20.32,21.9,19.5,19.46
|
Б.21
|
С
|
31
|
|
6-13,6-30,6-74(1,2)
|
7.30,19.23,19.45,20.35
|
Б.34
|
|
32
|
|
6-12,6-53,6-64
|
7.31,19.12,19.47,20.37
|
Б.33
|
|
33
|
|
6-29(4),6-54,
6-64(3,4),32-11
|
7.34,19.49, 21.34
|
Б.35
|
|
34
|
|
6-55,31-31
|
7.11,7.17,7.28,7.35,
19.44
|
Б.32
|
|
35
|
|
30-33,31-30
|
7.20,7.23,7.33,
19.45,22.18
|
Б.31
|
Приложение Б
Б.1 Что такое гармонический осциллятор? Приведите примеры,
запишите уравнение, описывающее колебания осциллятора, его решение.
Б.2 Какие процессы происходят при свободных
гармонических колебаниях в колебательном контуре? Сопоставьте их с
механическими колебаниями маятника.
Б.3 Физический маятник, запишите уравнение,
описывающее его колебания. Что такое приведенная длина физического маятника?
Б.4 Проведите аналогию математического описания
гармонических колебаний разной природы.
Б.5 Частица колеблется вдоль оси х по закону 
(см). Постройте
графики зависимостей x(t), u(t), а(t) и
проанализируйте их.
Б.6 Что такое фигуры Лиссажу? Как по виду фигуры
Лиссажу найти частоты колебаний? Приведите примеры.
Б.7 Что такое апериодический процесс? При каких
условиях он наблюдается? Где возможно применение критического затухания
(демпфирования)?
Б.8 Что такое автоколебания? Чем они отличаются от
вынужденных и свободных незатухающих колебаний? Где применяются?
Б.9 Объясните, почему мы слышим собеседника, речь и
пение актеров, звучание музыкальных инструментов.
Б.10 Волна естественного света падает под углом
Брюстера на границу вакуум - диэлектрик. Под каким углом распространяются
отраженная и преломленная волны? Как они поляризованы? Почему?
Б.11 Возможна ли и почему такая ситуация, когда
падение световой волны на поверхность диэлектрика не сопровождается её отражением?
Б.12 Чему равна работа квазиупругой силы при
гармоническом колебании за время, равное периоду колебаний? Обоснуйте ответ.
Б.13 Предположим, что в некотором месте
интерференционной картины от двух щелей расположен минимум для красного света.
Какова будет ситуация для синего света? Ответ обоснуйте.
Б.14 Какое отношение имеет длина волны излучения к
вопросу о том, будет ли данное тело представлять препятствие для волн?
Б.15 Почему интерференцию можно наблюдать от двух
лазеров и нельзя от двух электроламп?
Б.16 В чем заключается суть просветления оптики? Где
применяются просветленные линзы?
Б.17 Что такое голограмма и как она получается?
Каким образом в точках голограммы регистрируются фазы?
Б.18 Как с голограммы восстанавливается изображение
объекта? Что будет, если при этом вместо голограммы в целом использовать её
малый кусок?
Б.19 Если свести почти вплотную подушечки большого и
указательного пальцев, то между ними возникает темная линия. Множество таких
темных линий можно увидеть, если посмотреть между зубцами вилки, поворачивая её
при этом. Чем объясняется появление этих темных линий?
Б.20 Вектор Пойнтинга, его смысл. Какова связь между
интенсивностью бегущей электромагнитной волны и вектором Пойнтинга? Покажите на
примере, как определяется направление вектора Пойнтинга.
Б.21 От чего зависит амплитуда и начальная фаза
гармонических механических колебаний? Проанализируйте полученные зависимости.
Б.22 Нарисуйте и проанализируйте резонансные кривые
для амплитуды смещения (заряда) и скорости (тока). В чем их отличие ?
Б.23 Говорят, что великий тенор Энрико Карузо мог
заставить бокал разлететься вдребезги, спев в полный голос ноту надлежащей
высоты. Как это объяснить?
Б.24 Параметрические колебания, что это? Приведите
примеры и объясните их.
Б.25 Продольные и поперечные волны. Какую волну –
поперечную или продольную – описывает уравнение 
? Почему?
Б.26 На рисунке Б 1 дана «моментальная» фотография
смещений x частиц среды, в которой
распространяется вдоль оси х упругая волна. Укажите направление скоростей
частиц в точках А, В и С в случае: а) продольной волны; б) поперечной волны,
колебания в которой происходят в плоскости рисунка. Чему равна скорость частицы
в точке В в обоих случаях ?
Рисунок Б 1
Б.27 Почему интерференционные полосы хорошо
различимы только в тонких пленках, например, в мыльных пузырях, и не наблюдаются,
например, в случае толстого куска стекла?
Б.28 Электрическое поле в плоской электромагнитной
волне изменяется по закону 
, 
. Определите: а) величину и направление 
; б) направление распространения волны. Запишите закон
изменения 
.
Б.29 Почему винный бокал «поёт», если провести
мокрым пальцем вдоль его края? Что именно вызывает звучание бокала и почему
палец при этом должен быть влажным? Каковы колебания кромки бокала: поперечные
или продольные?
Б.30 Какое свойство жидкости и каким образом помогло
геофизикам сделать вывод о существовании жидкого ядра Земли?
Б.31 Подвесьте на нитке груз и дайте ему покачаться
свободно. Когда период свободных колебаний этого маятника выявится, остановите
его и периодически движением руки приведите маятник в состояние вынужденных
колебаний. Сначала двигайте руку быстро, так чтобы период собственных колебаний
был больше периода вынужденных, а затем медленно, так чтобы период собственных
колебаний был меньше периода вынужденных. Вы убедитесь в том, что в первом
случае маятник и рука движутся в противофазе, а во втором случае – синфазно.
Почему?
Б.32 Листовые поляроидные покрытия из пластмассы
первоначально были разработаны для автомобильных фар – их ставили, чтобы не
слепить водителей встречных автомобилей. Каким образом это достигалось и как
лучше всего следовало ориентировать такой поляроид? Учтите, что встречная
машина должна все-таки оставаться видимой, так что свет частично должен
проходить через покрытие.
Б.33 Вектор Пойнтинга, его смысл. На примере участка
однородного проводника с постоянным током плотностью 
определите величину
потока энергии электромагнитного поля и направление переноса энергии.
Б.34 Вектор Пойнтинга, его смысл. На примере
неоднородного участка проводника с постоянным током плотностью 
(поле сторонних сил
однородно, 
) определите величину потока энергии электромагнитного поля и
направление переноса энергии.
Б.35 В воде плавает льдина в виде параллелепипеда с
площадью основания S и высотой Н. Льдину погружают в воду на небольшую
глубину х0 и опускают. Определите период её колебания, пренебрегая
сопротивлением воды. Каким станет период колебаний, если сила сопротивления
воды пропорциональна скорости ? Запишите законы движения льдины x=x(t) для
обоих случаев.
РГР №7
|
Уровень
|
Вариант
|
В.С. Волькенштейн
«Сборник задач по общему курсу физики».-М., 1990
|
А.Г. Чертов, А.А. Воробьёв
«Задачник по физике»,-М., 1981
|
Физика. Задания к
практическим занятиям./Под ред. Ж.П. Лагутиной./-М.,1989
|
Приложение В
|
А
|
1
|
|
34-9,35-3,36-6
|
24.4,24.14
|
В.4
|
|
2
|
|
34-10,35-5,36-7
|
24.6,24.15
|
В.8
|
|
3
|
|
34-1,35-7,36-8
|
24.5,24.16
|
В.9
|
|
4
|
19.12,19.35,20.1
|
|
23.2,23.22(а)
|
В.13
|
|
5
|
19.13,19.38,20.2
|
|
23.7,23.22(б)
|
В.11
|
|
6
|
19.14,19.34,20.3
|
|
23.11,23.23
|
В.5
|
|
7
|
19.15,20.4
|
|
23.25,23.21(а,в),
24.8
|
В.2
|
|
8
|
19.27(а),19.31
|
|
23.3,23.31,24.18
|
В.3
|
|
9
|
19.27(б),19.32
|
|
23.4,23.32,24.19(а)
|
В.16
|
|
10
|
19.28,19.33(а,б)
|
|
23.5,23.34,24.19(б)
|
В.18
|
|
11
|
19.29,19.33(а,в)
|
|
23.6,23.36,24.16
|
В.20
|
|
12
|
19.9,20.7,18.15
|
40-3,45-17(а)
|
|
В.19
|
|
13
|
19.11,20.8,18.17
|
40-4,45-17(б)
|
|
В.17
|
|
14
|
|
34-2,35-1,37-1,40-1,45-9
|
|
В.14
|
|
15
|
|
34-3,35-2,37-2,40-2,45-11
|
|
В.15
|
|
16
|
|
34-4,35-4,37-3,40-3,45-12
|
|
В.12
|
|
17
|
|
34-6,35-6,37-10,40-8,45-10
|
|
В.10
|
|
18
|
19.16
|
|
23.18,23.43(а),24.1,24.11
|
В.1
|
|
19
|
19.17
|
|
23.21(а,б),23.43(б),24.2,24.12
|
В.6
|
|
20
|
19.18
|
|
23.24,24.45,24.3,24.13
|
В.7
|
В
|
21
|
|
34-11,35-8,37-6,40-6,45-13
|
|
В.21
|
|
22
|
|
34-12,35-9,37-7,40-7
|
24.10
|
В.24
|
|
23
|
|
34-13,35-10,37-8,40-9
|
24.17
|
В.22
|
|
24
|
|
34-18,37-9,40-10
|
24.20,23.33
|
В.25
|
|
25
|
|
34-19,37-11(б),40-11,45-13
|
23.35
|
В.27
|
|
26
|
|
34-22,35-9,37-9,40-10
|
24.19
|
В.28
|
|
27
|
|
34-11,35-8,37-7,46-13
|
24.10
|
В.29
|
|
28
|
|
34-12,37-6,35-10,46-14,40-11
|
|
В.23
|
|
29
|
|
34-19,37-7,45-13,46-15
|
23.37
|
В.26
|
|
30
|
|
34-22,35-7,37-11,46-16,40-8
|
|
В.30
|
С
|
31
|
|
46-21(а),45-13,40-12,37-4
|
23.38
|
В.32
|
|
32
|
|
46-21(б),45-14,40-13(а,б)
|
23.8,23.41
|
В.31
|
|
33
|
|
46-16,45-15,40-13(а,в)
|
23.19,23.42
|
В.35
|
|
34
|
|
46-15,45-16,34-8,37-11(а,в)
|
23.40
|
В.33
|
|
35
|
|
46-20,45-18,34-22
|
23.39,23.48
|
В.34
|
Приложение В
В.1
Какова природа теплового излучения и люминесценции? Какое из этих излучений является
равновесным? Объясните.
В.2 Какую функцию описывает формула Рэлея-Джинса? При каких длинах волн
она удовлетворительно согласуется с экспериментом? Почему из распределения
Рэлея-Джинса был сделан вывод об «ультрафиолетовой катастрофе»?
В.3 Какую гипотезу выдвинул М. Планк при выводе
формулы для испускательной способности абсолютно черного тела? Каков смысл
постоянной Планка h и чему она равна? Покажите, что постоянная Планка выражается в тех же единицах, что и момент импульса.
В.4 Как с помощью
вольт-амперной характеристики фотоэлемента определить число N
электронов, выбиваемых светом с поверхности катода в единицу времени?
В.5 При переходе от температуры Т1 к
температуре Т2 площадь, ограниченная графиком функции распределения
плотности энергии равновесного излучения по длинам волн, увеличивается в 16
раз. Как изменяется при этом длина волны lm,
на которую приходится максимум испускательной способности абсолютно черного
тела?
В.6 В чем состоит фотоэлектрический эффект?
Сформулируйте законы фотоэффекта? Какие противоречия были обнаружены при
классическом описании фотоэффекта?
В.7 На участок поверхности тела с поглощательной способностью
а, находящегося в равновесии с излучением, падает поток энергии Фпад.
Определите: а) поток энергии Фпог, поглощаемый участком; б)
отраженный им поток Фотр; в) полный поток Фпол, распространяющийся
от участка в пределах телесного угла 2p. Объясните результат.
В.8 В чем состоит основное внутреннее противоречие
теории Бора? Почему теорию Бора называют «переходной» теорией между
классической и квантовой механикой?
В.9 Объясните: 1) независимость величины Dl в формуле для эффекта Комптона от природы вещества; 2) наличие в рассеянном
излучении несмещенной компоненты.
В.10 Какой смысл вкладывается в соотношение
неопределенностей 
? Проиллюстрируйте на примерах его подтверждение.
В.11 Запишите уравнение Шредингера и сформулируйте
условия, которым должна удовлетворять волновая функция y. Чем обусловлено требование конечности y-функции?
В.12 Чем фотон отличается от других элементарных
частиц ? Укажите все его характерные особенности.
В.13 Сформулируйте принцип соответствия Бора. В чем
заключается более общий смысл принципа соответствия ?
В.14 Покажите, что в эффекте Комптона проявляются
корпускулярные свойства света. Почему эффект Комптона не наблюдается при
рассеянии видимого света?
В.15 Может ли дебройлевская длина волны какой-нибудь
частицы быть больше размеров самой частицы? А меньше? Существует ли прямая
взаимосвязь между размерами частицы и ее
дебройлевской длиной волны?
В.16 В чем суть туннельного эффекта и почему он
невозможен в рамках классической механики? Какие явления являются
экспериментальным доказательством прохождения частиц сквозь потенциальный
барьер?
В.17 На одном рисунке представите и сравните графики
зависимости от частоты w и температуры Т
спектральной плотности энергетической светимости r (w, Т) равновесного излучения для нескольких температур Т1 < Т2 < Т3. Могут ли эти
кривые пересекаться? Ответ поясните.
В.18 Из электродинамики Максвелла вытекает, что свет
– электромагнитная волна, а в квантовой физике свет рассматривается как поток
фотонов (частиц). Нет ли здесь противоречия? Ответ поясните.
В.19 С помощью волновой оптики попробуйте объяснить
законы внешнего фотоэффекта. Укажите, с какими трудностями Вы столкнулись.
В.20 Покажите, что при больших квантовых числах
энергетические уровни электрона в потенциальном ящике с плоским дном и
бесконечно высокими стенками становятся квазинепрерывными.
В.21 В спектре излучения абсолютно черного тела при
температуре Т выделены два участка площади которых DS1=DS2 (рисунок В 1). Сравните средние
излучательные способности, энергетические светимости излучения, приходящиеся на
соответствующие интервалы Dl. Одинаково ли число излучаемых квантов?
Рисунок В 1
В.22 Изобразите зависимость испускательной
способности черного тела r (wТ) от частоты w. Как можно рассчитать
значение температуры излучающего тела используя его? Какие законы лежат в основе этих расчетов?
В.23 Изобразить качественно зависимость
задерживающего напряжения Uзад от частоты w падающего света при фотоэффекте. Какие
физические постоянные могут быть получены с помощью этой зависимости и как?
Изобразите два графика для различных фотокатодов, прокомментируйте их.
В.24 В конце 19 века физик Лоренц Х. сделал вывод о
том, что «уравнения классической физики оказались неспособными объяснить, почему
угасшая печь не испускает синих лучей наряду с излучением больших длин волн».
Что легло в основу этого вывода? Как и кем были разрешены эти трудности?
В.25 Объясните, почему существование граничной
частоты фотоэффекта свидетельствует в пользу корпускулярной, а не волновой
теории света ?
В.26 Нулевая энергия линейного гармонического осциллятора. Почему жидкий гелий называется
квантовой жидкостью?
В.27 Изобразите зависимость максимальной
кинетической энергии Wmax фотоэлектронов от
частоты w света. Работа выхода
электрона из металла равна А. График прокомментируйте.
В.28 Изобразите зависимость фототока насыщения Iнас от напряженности электрического
поля Е в падающей световой волне. График прокомментируйте.
В.29 Как изменится вид вольт-амперной характеристики
фотоэлемента, если: а) при неизменном спектральном составе волны увеличится в
два раза ее полный световой поток; б) при неизменном световом потоке увеличится
в два раза частота монохроматического света?
В.30 Как изменится вид вольт-амперной характеристики
фотоэлемента, если: а) при неизменном потоке фотонов увеличится в два раза частота монохроматического света;
б) при неизменном потоке фотонов уменьшится в два раза частота монохроматического
света?
В.31 Объясните, в чем теория атома Бора несовместима
с квантовой механикой.
В.32 Покажите, исходя из законов сохранения, что
процесс, при котором покоящийся свободный электрон поглощает падающий на него
фотон, невозможен.
В.33 В чем заключается туннельный эффект? От чего
зависит его вероятность? Дайте определение коэффициента прозрачности Д
потенциального барьера. Не противоречит ли закону сохранения энергии
прохождение частицы сквозь потенциальный
барьер при Е<U?
В.34 В потенциальном бесконечно глубоком одномерном
ящике энергия Е электрона точно определена. Значит, точно определено и значение
квадрата импульса электрона (р2=2mЕ). С другой стороны,
электрон заперт в ограниченной области с линейными размерами l.
Не противоречит ли это соотношению неопределенностей?
В.35 Тело, окрашенное в зеленый цвет, хорошо
отражает зеленую часть спектра и поглощает красную. Почему оно не излучает
длины волн красной части спектра?
РГР №8
|
Уровень
|
Вариант
|
И.В. Савельев «Сборник вопросов и задач по физике».-М.,
1988
|
И.Е. Иродов «Задачи по общей физике».1988
|
В.С. Волькенштейн «Сборник задач по общему курсу физики».-М.,
1990
|
А.Г. Чертов, А.А. Воробьёв «Задачник по физике»,-М.,
1981
|
Физика. Задания к практическим занятиям./Под ред.
Ж.П. Лагутиной./-М.,1989
|
Приложение
Г
|
А
|
1
|
|
|
21.5,22.12(б)
|
51-64
|
|
Г.8.1,Г.25
|
|
2
|
|
|
21.1,22.12(в)
|
51-63
|
|
Г.2,Г.39
|
|
3
|
|
|
21.2,22.14(в)
|
|
25-43
|
Г.3,Г.38
|
|
4
|
|
|
22.14(д),22.9
|
|
25-44
|
Г.5,Г.40
|
|
5
|
|
|
22.14(е),22.10
|
|
25-45
|
Г.8,Г.36
|
|
6
|
|
|
21.3,21.30
|
|
25-46
|
Г.11,Г.34
|
|
7
|
|
|
21.4,21.31
|
51-58
|
|
Г.4,Г.37
|
|
8
|
|
|
21.5,21.33
|
51-54
|
|
Г.7,Г.28
|
|
9
|
|
|
|
41-3,41-26,51-48
|
|
Г.6,Г.35
|
|
10
|
|
|
|
41-4,41-30,51-47
|
|
Г.9,Г.32
|
|
11
|
|
|
|
41-15,41-28,51-46
|
|
Г.12,Г.23
|
|
12
|
|
|
|
41-20,41-31,51-63
|
|
Г.24,Г.33
|
|
13
|
|
|
|
41-18,41-32
|
25-46
|
Г.10,Г.31
|
|
14
|
|
|
|
41-17,41-33
|
25-45
|
Г.22,Г.30
|
|
15
|
|
|
|
41-13,44-1
|
25-43
|
Г.13,Г.29
|
|
16
|
|
|
|
41-14,44-2,51-54
|
|
Г.14,Г.26
|
|
17
|
|
|
|
41-15,44-16,51-48
|
|
Г.15,Г.27
|
|
18
|
|
|
|
41-16,44-17,51-47
|
|
Г.16,Г.18
|
|
19
|
|
|
|
41-17,44-8,51-46
|
|
Г.17,Г.21
|
|
20
|
|
|
|
41-18,44-7,51-54
|
|
Г.19,Г.20
|
В
|
21
|
|
|
21.31,21.6
|
|
25-41
|
Г.42,Г.60
|
|
22
|
|
|
21.34,21.7(а,б)
|
|
25-42(а)
|
Г.43,Г.59
|
|
23
|
|
|
21.33,21.9
|
|
25-42(б)
|
Г.44,Г.58
|
|
24
|
|
|
21.32,21.25
|
51-68
|
|
Г.41,Г.57
|
|
25
|
|
|
|
41-9,44-21,51-49
|
|
Г.46,Г.51
|
|
26
|
|
|
|
41-10,44-19,51-50
|
|
Г.48,Г.52
|
|
27
|
|
|
|
41-8,44-29,51-65
|
|
Г.47,Г.53
|
|
28
|
|
|
|
41-12,44-30,51-66
|
|
Г.49,Г.54
|
|
29
|
|
|
|
41-11,44-18,51-67
|
|
Г.45,Г.55
|
|
30
|
|
|
|
41-24,44-24,51-68
|
|
Г.50,Г.56
|
|
31
|
6.187
|
6.209
|
22-38
|
|
|
Г.61,Г.68
|
|
32
|
6.186
|
6.228
|
22.37
|
|
|
Г.69,Г.65
|
|
33
|
6.196,6.192
|
|
22.34
|
|
|
Г.70,Г.66
|
|
34
|
6.207
|
6.206
|
22.33
|
|
|
Г.62,Г.63
|
|
35
|
|
6.207
|
22.35
|
51-55
|
|
Г.64,Г.67
|
Приложение Г
Г.1 В чем принципиальное
отличие квантовой и классической
статистик? Сформулируйте основную задачу квантовой статистики.
Г.2 В чистый кремний введена
небольшая примесь бора. Пользуясь периодической системой Д.И. Менделеева,
определите и объясните тип проводимости примесного кремния.
Г.3 Почему фермионы называют
«индивидуалистами», а бозоны – «коллективистами»?
Г.4 Изобразите схематически
энергетические спектры металла, диэлектрика, чистого полупроводника с точки
зрения зонной теории. Чем они отличаются? Что означает понятие «ширина
запрещенной зоны»?
Г.5 В чем отличие
энергетических состояний электронов в кристалле и в изолированном атоме? Чем
обусловлено это отличие?
Г.6 Опишите характер и
механизм фотоэлектрических явлений в полупроводниках?
Г.7 От чего зависит ширина энергетических
зон в кристалле ? Ответ поясните. Приведите примеры различных типов
энергетических спектров (металлов, диэлектриков, полупроводников).
Г.8 Кольцо из сверхпроводника
поместили в перпендикулярное к нему
магнитное поле при комнатной температуре. Какое явление происходит в кольце, если:
а) выключить поле? В) выключить поле, предварительно охладив кольцо ниже температуры
Ткр? Как долго этот эффект будет наблюдаться?
Г.9 Явление сверхпроводимости.
Опишите основные экспериментальные факты.
Г.10 При каких условиях
распределение Ферми совпадает с распределением Больцмана?
Г.11 Опишите основные различия
между бозонами и фермионами.
Г.12 В чем отличие красной
границы внутреннего фотоэффекта для собственных и примесных полупроводников?
Г.13 В чем отличие красной
границы внутреннего и внешнего фотоэффектов?
Г.14 Внутренний фотоэффект.
Можно ли экспериментально определить красную границу фотоэффекта?
Г.15 Фотосопротивление.
Принцип работы фотосопротивлений и область их применения.
Г.16 Нарисуйте ВАХ р-n-перехода. Как объяснить
одностороннюю проводимость р-n-перехода?
Г.17 Какова ВАХ р-n-перехода? Объясните
возникновение прямого и обратного тока. Какое направление в полупроводниковом
диоде является пропускным для тока?
Г.18 Сопоставьте энергии гравитационного,
кулоновского и ядерного взаимодействий между двумя протонами в ядре.
Г.19 Как изменяется
электрическое сопротивление чистых проводников при изменении температуры?
Наблюдается ли у них явление
сверхпроводимости?
Г.20 Запишите превращение протона
в нейтрон с указанием частиц, которые при этом испускаются. Объясните, почему
это превращение энергетически возможно только для протона, связанного в ядре.
Г.21 Запишите схему
аннигиляции электрон-позитронной пары. Определите энергию каждого из возникших
фотонов, принимая, что кинетическая энергия электрона и позитрона до их
столкновения пренебрежимо мала.
Г.22 Сколько нуклонов может
находиться в ядре на наинизшем квантовом уровне?
Г.23 Виртуальные частицы, что
это? Приведите примеры виртуальных частиц. В каких взаимодействиях они
участвуют?
Г.24 Почему взаимодействие между нуклонами не может
передаваться посредством электронов? Какие частицы участвуют в этой передаче?
Г.25 Механизм ядерного взаимодействия является
обменным. Что это значит? Приведите примеры других обменных взаимодействий.
Г.26 b - распад. Какие кажущиеся
нарушения законов сохранения привели к открытию нейтрино (антинейтрино)?
Г.27 b- - распад.
Объясните появление отрицательно заряженных частиц в положительном ядре.
Г.28 Как объяснить наличие отрицательного магнитного
момента у нейтрона?
Г.29 Как изменяется прочность ядер при переходе к
тяжелым элементам? Почему?
Г.30 Как объясняется непрерывность энергетического
спектра b - частиц?
Г.31 Какие явления сопровождают прохождение g - излучения через вещество и в чём их суть?
Г.32 Какие трудности пришлось
преодолеть при объяснении b -
распада? Запишите уравнение превращения нейтрона в протон.
Г.33 Почему при делении
тяжелых ядер и синтезе легких выделяется энергия? Какова природа этой энергии?
Г.34 Ядерные силы. Укажите их основные свойства.
Г.35 Сравните энергетические
спектры a
-, b
-, g
- излучений. Объясните сходство и различие этих спектров.
Г.36 Представьте графически волновые функции для
невозбужденного, первого и второго возбужденных состояний атомов водорода.
Ответ прокомментируйте.
Г.37 Что можно сказать о характере цепной реакции
деления, если: 1) k>1; 2) k=1; 3) k<1?
Г.38 Какие фундаментальные
типы взаимодействий осуществляются в природе и как их можно охарактеризовать?
Какой из них является универсальным?
Г.39 Какие законы сохранения
выполняются для всех типов взаимодействий элементарных частиц?
Г.40 Что такое спин? Какие опыты и факты привели к
обнаружению спина электрона?
Г.41 Сравните формулу проводимости металлов в классической
и квантовой теории. В чем глубокое принципиальное различие, несмотря на их
математическое сходство?
Г.42 Выполните качественно график функции
распределения электронов по состояниям с различной энергией при абсолютном
нуле, т.е. при Т=0 К. Объясните результат.
Г.43 Что такое критерий
вырождения и температура вырождения? Рассчитайте температуру вырождения меди.
Сделайте вывод.
Г.44 Постройте и поясните
кривую распределения фермионов по энергиям при температуре выше абсолютного
нуля (Т>0
К).
Г.45 Чем объясняется очень низкая температура
вырождения обычных атомных и молекулярных газов и очень высокая температура
вырождения электронного газа в металлических кристаллах?
Г.46 Объясните с точки зрения зонной теории, почему
двухвалентные металлы (алюминий, медь, берилий и др.) являются хорошими
проводниками, хотя их валентные зоны полностью заполнены?
Г.47 В чем отличие толкований
работы выхода электронов в классической и квантовой физике?
Г.48 Почему уровень Ферми в собственном
полупроводнике расположен в середине запрещенной зоны?
Г.49 При каких условиях можно применить статистику
Больцмана к электронам в металле? Получите распределение Больцмана, пользуясь
функцией распределения Ферми.
Г.50 Чем отличаются друг от друга температурные зависимости
электропроводности полупроводников и
металлов? Ответ поясните.
Г.51 Как оценить массу частицы, с помощью которой
осуществляется обменное взаимодействие? Приведите пример.
Г.52 Согласно теории ядерных сил взаимодействие между
нуклонами осуществляется посредством обмена виртуальными пионами, масса которых
. Используя соотношение неопределенностей, оцените радиус
действия r
ядерных сил.
Г.53 Запишите схему е- захвата. Что
сопровождает е- захват? В чем его отличие от b± - распадов?
Г.54 Трек b - частицы (электрона) в
камере Вильсона в магнитном поле имеет вид «улитки» (рисунок Г 1). Где начало и
конец трека? Как направлено магнитное поле?
Рисунок Г 1
Г.55 Сделайте сравнительный анализ свойств ядерных и
электромагнитных сил. Что между ними общего и в чем существенные различия ?
Г.56 Получите закон изменения массы радиоактивного
препарата со временем.
Г.57 Выразите скорость радиоактивного распада через
период полураспада Т1/2 и начальное
число атомов N0.
Г.58 Нейтрон
обладает отрицательным собственным магнитным моментом, несмотря на отсутствие у
него электрического заряда. Чем это объясняется?
Г.59 Чем виртуальные частицы отличаются от реальных частиц? Какую функцию выполняют
виртуальные частицы?
Г.60 Какие физические законы наиболее важны для
анализа ядерных реакций? Поясните применение каждого из них.
Г.61 Объясните механизм возникновения внешней и
внутренней контактной разности потенциалов двух металлов согласно зонной
теории.
Г.62. Вычислите вероятность заполнения электронами
энергетического уровня W для случая W-WЕ<<кТ, пользуясь статистикой Ферми и статистикой
Больцмана.
Г.63 Выведите формулу для температурного
коэффициента сопротивления полупроводников с собственной проводимостью.
Г.64 Нарисуйте график зависимости удельной энергии
связи от массового числа и объясните, пользуясь им, какие процессы должны
сопровождаться выделением большого количества энергии. Как называются эти
процессы, нашли ли они применение?
Г.65 Объясните, как возникает примесная проводимость
n-типа. Какие носители тока являются основными, от чего зависит их
концентрация? Какие частицы являются в данном случае неосновными и от чего
зависит их концентрация? Приведите соответствующие формулы и графики.
Г.66 Что такое a - частица? Каковы её
свойства? Каким образом a - частица преодолевает
потенциальный барьер, высота которого превосходит полную энергию a - частицы?
Г.67 При b - распаде скорость ядра
атома, из которого вылетел электрон, направлена не по той прямой, по которой
направлена скорость электрона (рисунок Г 2). Как это можно объяснить?
Рисунок
Г 2
Г.68 Капельная модель ядра – представления и факты,
лежащие в основе модели. Какие свойства атомных ядер хорошо объясняет эта
модель, в чем её недостатки?
Г.69 Оболочечная модель ядра – какие
экспериментальные факты лежат в основе этой модели? Основные результаты, полученные
с помощью этой модели.
Г.70 Эксперименты по рассеянию заряженных частиц на
ядрах показали, что в первом приближении ядро может считаться шаром, радиус
которого определяется формулой R=1,2×10-15 А1/3
м, где А – массовое число ядра. На какие свойства ядерных сил указывает эта
зависимость? Дайте объяснение.
Вопросы для подготовки к экзамену
5 Уравнения Максвелла
5.1 Явление электромагнитной
индукции. Закон Фарадея – Максвелла. Правило Ленца.
5.2 Самоиндукция.
Индуктивность. Индуктивность длинного соленоида. Взаимная индукция.
5.3 Токи замыкания и
размыкания.
5.4 Энергия и плотность
энергии магнитного поля.
5.5 Общая характеристика
теории Максвелла для электромагнитного поля. Вихревое электрическое поле,
первое уравнение Максвелла. Ток смещения, второе уравнение Максвелла. Полная
система уравнений Максвелла. Относительность электрических и магнитных полей.
6 Колебания и волны
6.1 Понятия о колебательных
процессах. Гармонические колебания /ГК/, их характеристики. Представление ГК в
аналитическом, графическом виде и с помощью векторных диаграмм.
6.2 Сложение ГК.
6.3 Дифференциальное
уравнение ГК. Гармонические осцилляторы: маятники, груз на пружине,
колебательный контур. Энергетические соотношения для осцилляторов.
6.4 Свободные затухающие
колебания. Коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность.
6.5 Вынужденные колебания
осциллятора под действием синусоидальной силы. Амплитуда и фаза вынужденных
колебаний. Резонансные кривые.
6.6 Волновые процессы.
Продольные и поперечные волны. Уравнение волны. Фазовая скорость, длина волны,
волновое число.
6.7 Волновое уравнение.
Энергия волны, поток энергии, вектор Умова.
6.8 Принцип суперпозиции
волн. Групповая скорость и её связь с фазовой скоростью волн. Нормальная и
аномальная дисперсия.
6.9 Интерференция волн.
6.10 Волновое уравнение для
электромагнитного поля. Свойства электромагнитных волн. Энергия электромагнитных
волн. Вектор Пойнтинга. Излучение диполя.
6.11 Световая волна, её
характеристики. Монохроматичность и когерентность света. Способы наблюдения
интерференции света.
6.12 Дифракция света.
Принцип Гюйгенса – Френеля. Метод зон Френеля.
6.13 Дифракция на щели.
Дифракционная решётка. Пространственная решётка. Принцип голографии.
6.14 Взаимодействие света с
веществом. Дисперсия света. Классическая электронная теория дисперсии света.
6.15 Поляризация света.
Поляризация при отражении и преломлении света на границе раздела двух
диэлектрических сред.
7 Квантовая физика и физика
атома
7.1 Тепловое равновесное
излучение и его характеристики. Закон Кирхгофа. Абсолютно чёрное тело. Законы
излучения абсолютно чёрного тела.
7.2 Распределение энергии в
спектре излучения абсолютно чёрного тела. Гипотеза Планка о квантовом характере
излучения. Формула Планка.
7.3 Фотоэлектрический
эффект. Законы и квантовая теория внешнего фотоэффекта.
7.4 Эффект Комптона, его
теория явления. Фотоны. Энергия, масса,
импульс фотона.
7.5 Связь волновых и
корпускулярных свойств излучения / корпускулярно – волновой дуализм /.
7.6 Корпускулярно – волновая
двойственность свойств частиц вещества. Гипотеза де Бройля и её опытное
обоснование.
7.7 Соотношения
неопределённостей Гейзенберга как проявление корпускулярно – волнового дуализма
свойств вещества. Применение соотношений неопределённостей к решению квантово –
механических задач.
7.8 Принципиальное отличие
задания состояния частицы в квантовой и классической механике. Волновая функция
и её статистический смысл.
7.9 Уравнение Шредингера как
основное уравнение нерелятивистской квантовой механики. Стационарное уравнения
Шредингера. Решение уравнения Шредингера для случая частицы в бесконечно
глубокой «потенциальной яме», энергетический спектр частицы в «потенциальной
яме». Принцип соответствия Бора.
7.10 Прохождение частицы сквозь
потенциальный барьер. Линейный гармонический осциллятор, «нулевая энергия».
7.11 Решение уравнения
Шредингера для атома водорода. Полная система квантовых чисел. Принцип Паули.
7.12 Спонтанное и
вынужденное излучения. Элементы физики лазеров.
8
Физика твердого тела, атомного ядра и элементарных частиц
8.1 Общие сведения о
квантовых статистиках. Функции распределения Ферми – Дирака и Бозе – Эйнштейна.
Бозоны и фермионы. Принцип неразличимости тождественных частиц.
8.2 Носители тока в
металлах. Электронный ферми – газ в металле. Понятие о квантовой теории
электропроводности металлов. Сверхпроводимость. Некоторые применения
сверхпроводимости в науке и технике.
8.3 Зонная теория твёрдых
тел. Металлы, диэлектрики, полупроводники. Собственная и примесная проводимости
полупроводников. Фотопроводимость.
8.4 Контактные явления:
контакт двух металлов, контакт электронного и дырочного полупроводников /p-n-переход/.
Действие внешней разности потенциалов на p-n-переход.
8.5 Атомное ядро. Строение и
основные свойства ядра. Ядерные силы.
8.6 Энергия связи ядер.
Проблема источников энергии. Ядерные реакции.
8.7 Радиоактивность. Закон
радиоактивного распада. Виды распада и их закономерности.
8.8 Элементарные частицы.
Фундаментальные взаимодействия.
Список литературы
1. Савельев И.В.
Курс физики.- М.: Наука, 1989. - т. 2, 3.
2. Детлаф А.А. ,
Яворский Б.М. Курс физики. -М. : Высш. шк., 2002.
3. Трофимова
Т.И. Курс физики. - М. : Высш. шк., 2004.
4. Курс физики.
Под ред. Лозовского В.Н. – СПб.: Лань, 2001. – т.1, 2.
5. Савельев И.В.
Курс физики: Кн. 2: Электричество и магнетизм. –М.: «Издательство АСТ», 2004.
6. Савельев И.В.
Курс физики: Кн. 4:Волны. Оптика. –М.: «Издательство АСТ», 2004.
7. Савельев И.В.
Курс физики: Кн. 5:Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела.
Физика атомного ядра и элементарных частиц. –М.: «Издательство АСТ», 2004.
8. Волькенштейн
В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука, 1981.
9. Физика.
Задания к практическим занятиям. Под ред. Ж.П. Лагутиной.– Мн.: Высш.шк., 1985.
10. Чертов А.Г.,
Воробьев А.А. Задачник по физике. - М.: Высш. шк., 1981.
11. Савельев
И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике. - М.: Наука, 1988.
12. Иродов И.Е.
Задачи по общей физике. - М.: Физматлит., 1988.
13. Трофимова
Т.И. Сборник задач по курсу физики для втузов. - М.: Оникс 21 век, 2003.
14. Физика.
Тестовые вопросы. – ч.2: Электромагнетизм. – Алматы: АИЭС, 2003.
15. Физика.
Тестовые вопросы. – ч.2: Колебания и волны. – Алматы: АИЭС, 2003.
16. Физика.
Тестовые вопросы. – ч.2: Квантовая физика. Физика атомного ядра. – Алматы:
АИЭС, 2003.
Содержание
Введение 3
Модуль 5 4
Модуль 6 5
Модуль 7 7
Модуль 8 9
График текущего и рубежного контроля 10
РГР № 5 11
Приложение А 12
РГР № 6 22
Приложение Б 23
РГР № 7 27
Приложение В 28
РГР № 8 32
Приложение Г 33
Вопросы для подготовки к экзамену 39
Список литературы 42
Св. план 2007 г., поз.
Лариса Васильевна Завадская,
Людмила Айзиковна
Тонконогая,
Акмарал Игиликовна
Кенжебекова
Физика 2
Методическое руководство по освоению курса
для студентов очной формы
обучения электроэнергетических специальностей
Редактор
Л.Т. Сластихина
Подписано к печати Формат 60´84 1/16
Тираж ___ экз. Бумага
типографская № 1
Объем –
уч. – изд.л. Заказ ___ цена
____ тенге.
Копировально-множительное
бюро
Алматинского института энергетики
и связи
050013, Алматы,
Байтурсынова, 126
АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ
ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра физики
"УТВЕРЖДАЮ"
Проректор
по УМР АИЭС
_____________Э.А. Сериков
"____"_____________2007г.
Физика 2. Методическое руководство по освоению курса
(для студентов всех форм
обучения электроэнергетических специальностей)
СОГЛАСОВАНО:
Начальник УМО Рассмотрено и одобрено на
заседании
____________О.З.Рутгайзер кафедры физики
"___"______________2007г. Протокол № 1 от 19 сентября 2006 г.
Зав. кафедрой
физики
______________М.Ш. Карсыбаев
Редактор
____________ Л.Т. Сластихина Составители:
"___"________________2007г. ______________ Л.В. Завадская
Специалист ______________ Л.А.
Тонконогая
по стандартизации
______________
А.И. Кенжебекова
______________ Н.М. Голева
