Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика (1120574), страница 123
Текст из файла (страница 123)
Для защиты от космического излучения установки располагаются в подземных лабораториях на большой глубине. Пока не удалось надежно зарегистрировать распад протона Несколько найденных событий — «кандидатов в протонные распады» — могут быть объяснены фоновыми процессами. В этих опытах установлено, что протон, если даже он и не является абсолютно стабильным, имеет огромное время жизни тр)10«»вЂ” 1О" лет. Это означает, например, что в человеке за всю его жизнь с большой вероятностью не распадается ни один протон.
Масштаб жизни протона оказывается огромным даже по сравнению с временем жизни Вселенной ( 10" лет). ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ К УПРАЖНЕНИЯМ РАЗЛЕЛ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ 1. д=9,87 м!с'. Наибольшее значение д на Земле — на полюсах— немного более 9,83 м/с'. 2. 1=895 м. 8.
Ускорение свободного падения иа зкваторе и на полюсе состав. ляет соответственно 9,780 и 9,832 м!с'. Так как длины маятников одинаковы, то отношение периодов будет Така Т Г9 832 Таним образом, в течение 1000 колебаний маятника на зкваторе маятник на полюсе совершит 1002 колебания. 4. 1=99,5 и. 5. 1=2Мтз. б. По дуге окружности шарик скатывается за четверть периода ма.
ГЛ Ятника длины Й, т. е. (5 мало по сравнению с Л) за ерема гт = — У гУ 5' Г 2з По хорде шарик снатывается за время 1, = у —, где з — длина '= У йшпи' хорды, а и — угол ее наклона к горизонтальной плосности: з1п сг=дйь Учитывая, что зз=гйЛ, получаем ге=2 У вЂ”. Таким образом, Г17 5 как и гг, ие зависит от Л. Скорость обоих шариков в нижней точке одинакова и равна о= $Г 256.
7. По мере выливания воды пентр тяжести будет понижаться, т. е. будет увеличиваться длина маятника, а значит, и период. 8. Период пружинного маятника равен Т= 2п Т вЂ , где Д— Г д' жесгность пружины, т. е. козффипиент пропорпнональности между растягивающей силой г и удлинением пружины й Р=Ы, Если г" есть сила тяжести, действующая иа колеблющийся грув, т. е. г"=ей, то мы по. лучаем г тд й= = — —.
Т 1' 636 Подставляя это выражение й в формулу для периода Т, находим Т=2п ~гг Прн у=9,81 м(сз и (=0,002 и получаем Т=0,09 с. 9. Такие толчки равносильны действию суммы синусоидальиых сил, причем наинизшая (основная) частота в два раза выше собственной частоты маятника. Следовательно, нн основная частота силы, ни ее обертоны не могут попасть а резонанс. 1О.
Возвращающая сила равна адып ф, где ф — угол отнлонения маятника. При малых углах ф зта сила пропорционачьна самому )глу, так как для малых ф можно считать з1п ф ф. Есчи бы сила для всех углов оставалась пропорциональной углу (т. е. была бы равна тяф), то изохронизм сохранялся бы для всех амплитуд.
Но с ростом угла сила растет м е да е н н е е, чем угол (э(п ф<гр). Поэтому с увеличенном амплитуды период будет удлиняться. 11. Сокращения сердца. 12. Если представить себе, что на экране начерчен квадрат с горизонтальными и вертнкальнымн сторонами, то пятнышко будет двигаться: а) по одной диагонали квадрата; б) по другой диагонали; в) по впи. санной в квадрат окружности. 13. 32 мин и 1,28 с. !4.
7,5 раза. 15. Световой год равен 9,5 10'з км. Парсек равен 3,! ° 10'з км. 16. При близкой молнии первичная звуковая волна от самой молнии во много раз сильнее, чем эхо, приходящее потом от различных более удаленных отражающих предметов: обланов, леса, холмов и т. и. При далекой же молнии первичная и отраженные полны доходят к нам уже меньше различающимися по силе. !7. 1=89,6 и. 18. Т=-1!!40 с, э=140 Гц, 3=2,4 м. 19.
1=2,6 мм а начале звуковой дорожки и 1 мм а конце. 26. Продольная звуковая волна, распространяющаяся по проволоке, практически не дает никакого рассеяния энергии и стороны, т. е. получается и а п р а в л е н н о е распространение звука(по проволоке), Поглощение волны в материале проволоки также невелико. 21. При увеличении расстояния между источниками число чередующихся линий максимумов и минимумов будет возрастать. Если расстояние с(между источниками лежит между (л — — ) ь и ~п+ — ~ Х, то 2) '! 27' число линий минимумов будет 2п.
При 3 < )ь/2 всюду будет только усиление колебаний, так как разность хола, нигде не превышающая й, всюду будет меньше Х(2. 22. Тон повышается из-за увеличения скорости звука в воздухе. Если ие учитывать весьма малого влияния расширения самих инструментов, превышение тона у металлических и деревянных труб одинаково. 23. Примерно 28 см. 24.
Надо измерить глубину канала в ключе. Она равна четверти длины волны в воздухе на искомой частоте. 25. Если основная частота трубы, открытой с обоих концов, есть т, то обертоны будут 2т, Зч,4ч, 5т и т. д. Утрубы,закрытой с одного конца и имеющей ту же длину, основная частота будет равна т(2, а частоты ч обертонов будут 3 —, 5 —, 7 —, 9 — и т. д. Таким образом, ча- 2' 2' 2' 2 стога четвертого обертона аакрытой трубы составляет 0,0 от частоты четвертого обертона открытой. 26. Если прн колебании с какой-либо из собственных частот в теле имеется несколько пучностей, то данное колебание гасится независимо от того, в какой из пучностей его задержать (рнс, 100, б).
27. Частота понизится. 28. ч — — 5000 Гц, 1=68 мм. 29, Платиновая струна должна быть в 1,7 раза короче стальной. 30. Формулу для основной частоты струны можно записать в виде ч=2ргР»(ш, где Р— сила натяжения струны, 1 — длина и гп— масса струны. Таким образом, увеличивая ю, можно снизить частоту ч, не ирибе. гая к чрезмерному удлинению струны или ослаблению натяжения. 31. При условии, что длина мола илн дамбы гораздо больше длины волн на море. На практике это всегда выполнено.
32. В первом случае возвращающая сила возрастает за счет кулоновского притяжения между шариками, т. е. дело будет обстоять так, как будто увеличилось 8. Седовательно, период уменьшится. Во в~ором случае сила кулоновсного притяжения направлена вдоль нити, и период не изменится (сила натяжения нити будет несколько меньше). 33.
С=50 пФ. 34. Длина вибратора 1=9,42 м. 35. От 17,2 до 28,5 пФ. РАЗДЕЛ 1! ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА !. Приблизительно в 11 раз. 2. Вследствие того, что различные участки протяженного источника находятся на разных расстояниях от места, где измеряется освещенность. 3. Никакая линза в действительности не дает строго параллельного пучка лучей; под «параллельным» пучком лучей всегда подразумеваются лучи, сходяжиеси или расходящиеся под малым углом. 4.
1000 лм. 5. 2500 лк. 6. Ф=1260 лм, Е=Н лк. 7. Для получения строго параллельного пучка лучей, выходящего из гиперболоида, нужно было бы установить светящуюся точку в его фокусе. Это невозможно осуществить по следующим причинам: а) вся. кий излучатель энергии обладает определенными, хотя бы и очень малыми размерами; б) всякая оптическая система дает более нли менее значительные погрешности изображения, поэтому в реальной системе фокус не является геометрической точкой. Еще более существенно, что волно.
вая природа света приводит к отклонениям световых пучков от параллельности из-за явления дифракции (см. гл, »»11!). 8. 28 600 кд(м«. 9. 5.!0» кд!мз 10. Освешенность в середине стола 50 лк; освещенность на краю стола 25,6 лк. 11. Поглощенный световой поток Фи=800 лм; прошедший световой поток Ф, = 700 лм; коэффициент отражения р=0,25; коэффициент про. пускания т=0,35, !2. Фр =650 лм. Поскольку в данном случае прошедший световой поток Фт =О, то Фч=350 лм.
13. Е=20 000 лк, 1=4330 яд/ма. 14. 12 730 кд/м». П, для упрощения расчета можно считать, что Солнпе представдяет собой диск с диаметром с)= 1,4 1О' км и постоянной яркостью 1.= =1,5 10' кд)м» Тогда 7=2,25 ° 10»т кд, Е= !О' лк. 16. 1.=2,26 10' кд)м». 17. /=-225 кд. 18. Изображение будет отчетливым, если отверстие достаточно мало (но не слишком мало, рнс. 179). То, что изображение получается перевернутое.
нетрудно понять с помощью рис. 177. 19. Лля всех лучей пучка углы, образуемые имн после отражения с перпендикуляром к зеркалу, в силу закона отражения одинаковы. 20. 45'. 21. Угол падения определяется условием !й ~р=л. 22. рассмотрим рис. ! 82, а н б, Предположим, что угол падения луча СВ на рис. !82, б равен углу падения луча АВ на рис. !82, а, т. е. По закону отражения 1=!г, следовательно, !т=! . Снова применяя занан отражения, находим !»=1,, а так как 1,=0 то 1,=6 Но это означает, что направление луча ВА на рнс, !82, б будет совпадать с направлением ВА на рнс, !82, а, что н доказывает обратимость световых лучей при отражении. 23, Согласно принципу обратимости световых лучей такую систему осуществить нельзя.
24. л=-1,07. 25. 1пр — 33 а з!п (р — г) 26. Для смещения 1луча находим формулу! = ~ . В дансоз г ном случае 1=3,45 мм. 27. 6) Благодаря преломлению световых лучей при переходе ах нз воды в воздух, они попадают в глаз наблюдателя; наблюдатель «видит» монету на продолжении лучей, проходящих в воздухе. в) Объяснение аналогично счучаю 6), г) Б пустыне непосредственно над горячим песком на. ходится нагретый воздух, выше которого расположен слой более холодного воздуха с большим показателем преломления. Луч света л искри ел яется благодаря неоднородности показателя преломления воздуха; поэтому, когда он попадаег в глаз наблюдателя, то кажется, что он исходит из точки А'.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
