Т.И. Трофимова, З.Г. Павлова 'Сборник задач по курсу физики c решениями' (935848), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Кристаллическая пластинка из исландского шпата с наименьшей толгцинои В = О,вб мкм служит пластинкой в четверть волны (см задачу 5,159) для 2 = 0,59 мкм. Определите разность Ли показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей. Используя задачу 5. 159, дайте определение кристаллической пластинки в полволны и определите ее наименьшую толщину для ) 530 нм, если разность показателей преломления необыкновенного и обыкенного лучей для данной длины волны л, — л, = 0,01 Используя задачу 5 159, дайте определение кристаллической пластинки "в целую волну" и определите ее наименьшую толщину А = 530 нм, если разность показателей преломления необыкновенного и пбыкновенного лучей для данной длины волны п, — и, = 0,01 Объясните, изменится ли наблюдаемая оптическая картина в случае эффекта Керра, если направление напряженности электричесвого поля изменить на противоположное.
Определите толщину кварцевой пластинки, для которой угол повара~а плоскости поляризации монохроматического света определенной длины волны !о = 180'. Удельное вращение в кварце для данной дли- Раствор глюкозы с массовой концентрацией С, = 0,21 г(см', находящийся в стеклянной трубке, поворачивает плоскость поляри- Плоскополяризованный монохроматический свет, прошедший через поляроид, оказывается полносп ю погашенным.
Если же на пути 'раста поместить кварцевую пластинку, то интенсивность прошедшего через поляроид света уменьшается в 3 раза (по сравнению с интенсивностью света, падающего на поляроид). Принимая удельное вращение в кварце [а] = 0,52 рал!мм и [аренебрегая потерями света, определите минимальную толщину кварцевой 'пластинки. 1'= 2,91 10 Рад 1"=4,85 10 Рад 1 год = 3,16 . 1О' с ОтВЕт ! = 1,18 мм. астинка кварца толщиной а', = 2 мм, вырезанная перпендикулярно оптической оси кристалла, поворачивает плоскость поляризации монохроматического света определенной длины волны на угол р, = 30'.
Определите толщину оз кварцевой пластинки, помещенной между параллельными николями, чтобы данный монохроматический свет гасился полностью. пр делите массовую концентрацию С сахарного раствора, если при прохождении света через трубку длиной ! = 20 см с этим раствором плоскость поляризации света поворачивается на упи зэ = 10' . Удель- ное вращение [а] сахара равно 1,17 ! 0 ' рад м2!кг. ° ° Э ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Э ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Некоторые внесистемные величины 1 сут = 86400 с 1'= 1,75 1О Рад -(--и )-,[( — . — агссоз[ ] — ] г [Дз] [а] и (1 — — [а]й = агссоз~~- ], [а]й = — — агссоз[ ~- ], Оггаиеггв Д = 4,47 мкм. до 2з = 400 нм.
— = 10,5. Р, (453,'> 5.6. Квантовая природа излучения Объясните, почему в неотапливаемом помешении температура всех тел одинакова. Обьясните, почему открытые окна домов со стороны улиц кажут- ся черными. Чайная фарфоровая чашка на светлом фоне имеет темный рисунок. Если эту чашку быстро вынуть из печи, где она нагревалась ло высокой температуры, и рассматривать в темноте, то наблюдается светлый рисунок иа темном фоне. Объясните почему. Имеются два одинаковых алюминиевых чайника, в которых до одной и той же температуры нагрето одинаковое количество воды. Один чайник закопчен, а другой чистый. Объясните, какой из чайников остынет быстрее и почему.
Определите, во сколько раз необходимо уменьшить термодинамическую температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость й, ослабилась в 1б раз. о 7з Температура внутренней поверхности муфельной печи при открытом отверстии плошадью 30 см' равна 1,3 кК. Принимая, что отверстие печи излучает как черное тело, определите, какая часть мошности рассеивается стенками, если потребляемая печью мощность составляет 1,5 кВт.
Энергетическая светимость черного тела Я, = 1О кВтlм'. Определите длину волны, соответствующую максимуму спектральной плотности энергетической светимости этого тела. Определите, как и во сколько раз изменится мощность излучения черного тела, если длина волны, соответствующая максимуму его спектральной плотности энергетической светнмости, сместилась с А, = 720 нм ОИЫЕУИ Т, =323 К. Постоянная Стефана — Больцмана Постоянная Вина а=5,67 10 Вт/(мг К') Ь=2,90 10 з м К Л оЛ Ь 663 10-34 Д Ь Т= —, ! Л п~ ~~ ! Ь Т,= —, Л т зх г Аг =оуг и„= оТ,, 4 Лавк! Тг А2 Аиак г Т! 1Ре! о! температурой уменыпится в 1,49 раза. С=1,3 10 з Вт((м' К') ерное тело находится при температуре Т, = 3 кК.
При остывании тела длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на оЛ = к мкм. Определите температуру Тг, до которой тело охладилось. Черное тело нагрели от температуры Т, = 600 К до Тг = 2400 К. Определите: 1) во сколько раз увеличилась его энергетическая светимость; 2) как изменилась длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости.
ОгИОЕгИ 1) и = 256; 2) уменьшилась на 3,62 мкм. Площадь, ограниченная графиком спектральной плотности эиер- гетнческой свегимости гг г черного тела, при переходе от термо- динамической температуры Т, к температуре Тг увеличилась в 5 раз. Опреде- лите, как изменится при этом длина волны Л,„, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости черного тела. В Результате нагревания черного тела длина во., соо ющая максимуму спектральной плотности энергетической свети- мости,сместиласьс Л! =2,7 мкмдо Л =0,9 и .О мкм. пределите, во сколько раз увеличилась: 1) энергетическая светимость тела; 2) максимальная спектральная плотность энергетической светимости те . М ла.
аксимальная спектральная плотность энергетической светимости че"н рного тела возрастает по закону ( 5 г, г) = СТ, где С = 1,3 10 з Втl(м! К'). ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ф ° ° Ф ° ° ° ° Основные физические постоянные Постоянная Планка Постоянная в законе, связывающем максимальную спектральную плотность энергетической светимости черного тела с термодинамнческой Дин лаа~ Ответ 2.,„=183 2) И'=234 1О Дж 3) ш=2,6 10' кг. Радиус Земли 6,37.
10' м Масса Земли 5,98 10и кг Радиус Солнца 6,95 ° 10' м Масса Солнца 1 98 ' 10" кг Определите, какая длина волны соответствует максимальной с пе ктральной плотности энергетической светнмости 1гкг1, равной пах ' 1,3 10" Вам'. (гь,) =1,3. С= 1,3 1О Вт/ Считая никель черным телом, определите мощность, необходимую для поддержания температуры расплавленного никеля 1453 'С неизменной, если плошадь его поверхности равна 0,5 см', Потерями энергии пренебречь. Металлическая поверхность плошадью Я =15 см', нагретая до температуры Т = 3 кК, излучает в одну минуту 100 кДж.
Определите: 1) энергию, излучаемую этой поверхностью, считая ее черной; 2) отношение энергетических светимостей этой поверхности и черного тела при данной температуре. ОтВЕт 1) И =413 кд; 2) — =0,242. й, Принимая Солнце за черное тело и учитывая, что его максимальной спектральной плотности энергетической светнмости соответствует длина волны 500 нм, определите: 1) температуру поверхности Солнца„ 2) энергию, излучаемуто Солнцем в виде электромагнитных волн за 1О мин; 3) массу, теряемую Солнцем за это время за счет излучения.
1) Т вЂ” 7 2) Н' — ? 3) ж — 7 О ределите емпературутел, ри которойопо ритемпера уре окружающей среды ге = 23 'С излучало энергии в 10 раз больше, чем поглощало. ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ф ° ° $ ° ° ° ° ° 1 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Некоторые астрономические величины нее закон Стефана — Больцмана. ОтВИП Р=0,107 В. Т= 25 Л2=5 ОИйЫУИ Т = 48,8 А. <459~~ читая, что тепловые потери обусловлены только излучением, определите, какую мощность необходимо подводить к медному шарику диаметром Н = 2 см, чтобы при температуре окружающей среды ~с = -13 'С поддерживать его температуру равной 1 = 17 'С. Примите погло- щательную способность меди Аг = 0,6.
Определите силу тока, протекающего по вольфрамовой проволоке диаметром И = 0,8 мм, температура которой в вакууме поддерживается постоянной и равной г = 2800 'С. Поверхность проволоки считать серой с поглощательной способностью Аг = 0,343. Удельное сопротивление проволокиприданнойтемпературе о=0,92 1О а Ом см. Температураокру- жающей проволоку среды 1с = 17 'С. Преобразуйте формулу Планка для спектральной плотности энер- гепгческой светнмости черного тела от переменной и к перемен- ной Л. 2яг йг Пользуясь формулой Планка г„г — — — „, докажите, что в области малых частот 1 Ь <( ЕТ ) она совпадает с формулой Рзлея — Джинса 2лг /л Пользуясь формулой Плавка г„г = з, дьг1, выведите из с е -1 2 Пользуясь формулой Планка ',г = з ь,дьг1 с е -1 нее закон смещения Вина Используя формулу Планка, определите спектральную плотность потока излучения единицы поверхности черного тела, приходящегося на узкий интервал длин волн Л2 = 5 нм около максимума спектральной плотности энергетической светимости, если температура черного тела Т = 2500 К.
ОШАМ (гтт Л2) =6,26 кВт!м' туру нити. Т = 2,69 кК. мм о ОИЯИ е,„= 2,49 эВ. Определите максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, если фототок прекращается при приложеНа рисунке схематически преднии задерживаюшего напряжения Ус = 3,7 В. ставлены вольт-амперные характеристики (кривые 1, 2 и 3) фотоэффекта для одного и того же металла. Объясните причину отличия этих кривых. (460~ Объясните: )) происхождение радиационной, цветовой и яркостной температур; 2) может ли радиационная температура быть больше истинной. Для вольфрамовой нити при температуре Т = 3500 К поглошательная способность Аг = 0,35.
Определите радиационную темпера- Отношение энергетической светимости Я~ серого тела к энерге- тической светимости Р, черного теларавно Аг . Выведите связь между истинной и радиационной температурами. Освещая поочередно фотокатод двумя разными монохромавическими источниками, находяшимися на Одинаковых расстояниях от катода, получивзи две зависимости (1 и 2) фототока от на~пряжения межлу катодом и анодом. Объясните, в чем отличие этих источников. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определите минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект. ОИЯИ 2 =652 нм.
ОЩВИН и, = 0,91 В. А2 Фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла, полностью задерживаются при приложении обратного напряжения Ус = 3 В Фотоэффект для этого металла начинается при частоте падающего мо нохроматического света я = 6 1Ом с '. Определите: 1) работу выхода электронов гп этого металла; 2) частоту применяемого излучения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
