Физика-11кл-Мякишев-Буховцев-2003-ГДЗ (991549), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Следовательно, на грани АС всегда наблюдается полноеотражение. Отраженный от АС луч падает на ВС под углом β (из простых геометрических рассуждений), частично отражается и преломляется, выходя из призмы под углом 45° к ВС. При этом луч, проходячерез призму, не меняет своего первоначального направления.sin γ =1n2 −33Упражнение 9.№ 1.Решение:Дано:Формула тонкой линзы:d = 12,5 см,l = 0,1мм = 0,1см , 1 1 1d⋅ f+ = ⇒F=.L = 2,4 см.d f Fd+ fF=?Также::L⋅dd ⋅ L 12,5см ⋅ 2 , 4смf =⇒F=== 12см.ll + L 0,1см + 2, 4смОтвет: f = 12 см.№ 2.Изображение останется таким же четким, поскольку взаимноерасположение линзы, предмета и экрана не изменилось.
Однако интенсивность отраженного от предмета и падающего на экран светауменьшится, поэтому изображение станет менее ярким.№ 3.34На верхнем рисунке изображен ход лучей, идущих через объектив, отраженных от точки на лице человека, а на нижнем – ход лучей от леса. Как видно из чертежа, лучи света, отраженного от одной точки лица человека сходятся в одной точке на экране (пленке)– изображение получается четким.
Этого не наблюдается для лучей,идущих от леса. Для того, чтобы изображение леса было четким,необходимо отодвинуть объектив от экрана (изображение лица человека при этом станет расплывчатым).№ 4.Поскольку показатель преломления глаза очень близок к показателю преломления воды, то лучи, попадающие в глаз, почти не преломляются – глаз становится очень дальнозорким.№ 5.1) d > 2F.F2) d = 2F.2FF353) F < d < 2F.2FF4) d < F.F№ 6.FПоложение фокусов можно найти, опустив на главную оптическую ось перпендикуляры из точек пересечения с продолжениемданного луча побочных оптических осей, параллельных падающемуи преломленному лучу.№ 7.Дано:d = 1,8 м,H/h = 1/5.F=?36Решение:Формула тонкой линзы:1 1 1d⋅ f+ = ⇒F=.d f Fd+ fДля увеличения линзы:Г=Hfd ⋅H.= ⇒ f =h dhСледовательно:⎛H⎞d ⋅⎜ ⎟1,8м ⋅ 0 , 2h= 0 ,3м.F= ⎝ ⎠=H+,1021+hОтвет: F = 0,3 м.№ 9.SS`FНа данном рисунке S – точечный источник, S` – его изображение.№ 10.Дано:d = F.f=?Решение:Для рассеивающей линза формула тонкой линзы выглядит следующим образом:1 1 11− + = ⇒ f = F.2d f FS`SFНа данном рисунке S – точечный источник, S` – его изображение.1Ответ: f = F .237№ 11.FУпражнение 10.№ 1.Дано:λ = 5 ⋅10-7 мd = 0,3 см = 3 ⋅10-3 мD= 9 мРешение:Расстояние от S2 до точки А равно:d2 = D 2 + d 2 ;При этом разность расстояний от точки А до источников равна:d2 – D = D 2 + d 2 – D,(d2 – D)( d2 + D) = d22Так как d2 + D ≈ 2D, то:d2d2 – D ≈.2DОтношение разности расстояний к длине волны равно:( 3 ⋅10−3 ) = 2,d2 - Dd2≈=λ2 Dλ 9 ⋅ 5 ⋅10−7d2 – D ≈ 2 λ.Максимум освещенности будет наблюдаться в точках, для которых выполнено условие ∆d = d2 – D = kλ,где ∆d – разность расстояний от точки до источников,k = 0,1,2… – целые числа.Следовательно, в точке А будет наблюдаться светлое пятно.238№ 2.Толщина пленки растет в направлениисверху вниз из-за силы тяжести.
Из-за отражения от передней и задней поверхности пленки будет возникать интерференционнаякартина.Разностьфазотраженных световых волн будет зависеть от толщины пленки. При освещениипленки разным светом будут наблюдаться разные интерференционные картины.
Так, например, при освещении монохромным светом появится чередующиеся темные исветлые полосы. При освещении белым светом пленка будет переливаться всеми цветами радуги. Эти полосы будут содержать в себевесь спектр видимых длин волн. Вверху полоса будет окрашена вфиолетовый, а внизу в красный.№ 3.Объяснением уменьшения освещенности на оси пучка при увеличении отверстия служит дифракция. Происходит перераспределение энергии вдоль экрана, но ее суммарное значение не меняется.Вместо одного светлого пятна на экране наблюдается чередованиесветлых и темных полос. Освещенность падает на оси пучка и растет на некотором расстоянии от нее.№ 4.Дано:d = 1,2 ⋅10-5 мРешение:Дифракционная решетка отражает и рассеиваетсвет.
Найдем условие, при кото2 ,5∆ϕ = 2° 30′ =π рад ≈ ром идущие от щелей волны усиливают180друг друга. Рассмотрим волны, распро-2≈ 4,4 ⋅ 10 радстраняющиеся под углом ϕ к нормалиλ–?решетки.39Разность хода между волнами от краев соседних щелей равнаdsinϕ. Максимумы будут наблюдаться, когда разность хода кратнадлине волны:dsinϕ = kλ,где k = 0,1,2 …λ2λsinϕ1 = << 1, sinϕ2 =<< 1,ddλsinϕ1 ≈ ϕ1, sinϕ2 ≈ ϕ2; ∆ϕ = ϕ2 – ϕ1 ≈ , λ = ∆ϕ,dгде ∆ϕ – выражена в радианах.λ = 4,4 ⋅10-2 ⋅1,2 ⋅10-5 ≈ 5,2 ⋅10-7 м.Ответ: λ ≈ 5,2 ⋅10-7 м.ГЛАВА 9. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИОТНОСИТЕЛЬНОСТИУпражнение 11.№ 1.40Пусть молния перед поездом ударяет в точку А, а молния позадипоезда в точку В.
О – точка наблюдения. Так как поезд движется навстречу точке А, то свет АО проходит меньшее расстояние, чем светВО. Следовательно, при одинаковых скоростях света, свету ВО необходимо больше времени движения, то есть молния позади поездаударит раньше.№ 2.Дано:m= 40000 = 4 ⋅104m0Решение:При увеличении скорости тела его массане остается постоянной, а растет:m0.m=с = 3 ⋅ 108 м/с2υ∆υ – ?1- 2c2υПо условию m >> m0, следовательно, 1− 2 << 1, и υ ≈ с.cНайдем разность ∆υ = с – υ, считая, что с + υ ≈ 2 с.m0 cm0 c≈.m=∆υ(c + υ)2 ∆υcСледовательно:21 ⎛ m2 ⎞3 ⋅108∆υ = ⎜ 02 ⎟ с, ∆υ ≈м/с = 10-1 м/с = 10 см/с.2⎝m ⎠2 ⋅ (4 ⋅104 ) 2Ответ: ∆υ = 10 см/с.№ 3.Дано:Решение:m = 1 кг; ∆T = 50 К; c=3 ⋅ 108 м/с При нагревании воды на величинуДжДж ∆T ей сообщается энергия:= 4,2 ⋅ 103cв = 4200К ⋅ кгК ⋅ кг ∆Е = cв m ∆T .∆m – ?При этом скорость теплового движения молекул воды увеличивается.
Следовательно, увеличивается масса всех молекул.Связь между энергией и массой определяется формулой Эйнштейна:Е = m с2, ∆Е = ∆m c2 ,∆Е c m∆T4, 2 ⋅103 ⋅1 ⋅ 50∆m = 2 = в 2кг ≈ 2,3 ⋅10-12 кг.=28сc( 3 ⋅10 )Ответ: ∆m ≈ 2,3 ⋅10-12 кг41№ 4.В среде электрон может двигаться со скоростью, больше скорости света в этой среде, так как эта скорость света может быть существенно меньше скорости света в вакууме в результате взаимодействия электромагнитных волн со средой.ГЛАВА 11. СВЕТОВЫЕ КВАНТЫУпражнение 12.№ 1.Для выхода электрона из металла необходимо, чтобы энергияпоглощенного фотона hv была больше работы выхода электрона изметалла А. Оставшаяся часть энергии фотона идет на сообщениеэлектрону кинетической энергии Ек:hv = А + Ек,Ек = hv – А.График зависимости Ек (v) – прямая, начинающаяся из точкиΑ, vmin называется красной границей фотоэффекта.Ек = 0, v = vmin =hТангенс угла наклона прямой к оси v равен постоянной Планка h.№ 2.Дано:Е = 4,4⋅ 10–19 Джλ = 3,0⋅ 10–7 мυ = 3 ⋅108 м/сh = 6,63⋅ 10–34 Дж ⋅сn=?42Решение:Длина волны фотона связана с частотойсоотношением:υv= ,λгде υ – скорость распространения волны в среде.Энергия фотона связана с его частотой согласно формулеПланка:hυEλ,υ=.Е = hv =hλАбсолютный показатель преломления среды по определению равен:c hcn= =,υ Eλгде с – скорость света в вакууме.Следовательно:hc6 , 63 ⋅10−34 ⋅108n=≈ 1,5.=Eλ 4, 4 ⋅10−19 ⋅ 3 ⋅10−7Ответ: n ≈ 1,5.№ 3.Дано:λ = 5,0⋅ 10–7 мh = 6,63⋅ 10–34 Джс = 3 ⋅108 м/сЕ–?Решение:Энергия фотона Е выражается формулойПланка:Е = hv,cгде v = .λСледовательно:hc6 ,63 ⋅10−34 ⋅ 3 ⋅108=Е=Дж ≈ 4 ⋅ 10-19 Дж.λ5 ⋅10−7Ответ: Е ≈ 4 ⋅ 10-19 Дж.№ 4.Дано:Wk = 4,5⋅ 10–20 ДжA = 7,6 ⋅ 10–19 Джc = 3 ⋅108 м/сh = 6,63⋅ 10–34 Дж /сλ–?Решение:Согласно закону сохранения энергии,hcэнергия фотона hv =идет на соверλшение работы выхода А и сообщает электрону кинетическую энергию Wk:hc= А + Wк.λСледовательно:hc6, 63 ⋅10−34 ⋅ 3 ⋅108λ=м ≈ 2,5 ⋅ 10-7 м.=4,5 ⋅10−20 + 7 , 6 ⋅10−19A + WkОтвет: λ ≈ 2,5 ⋅ 10-7 м.43№ 5.Дано:Решение:Согласно закону сохранения энергииА = 3,3⋅ 10–19 Джh = 6,63⋅ 10–34 Дж ⋅сmu 2.hv =А +νmin – ?2Учитывая условие υ = 0 (νmin), имеем:A3,3 ⋅10−19 -1h νmin = А, νmin ==с ≈ 5 ⋅1014 Гц.6 , 63 ⋅10−34hОтвет: νmin ≈ 5 ⋅1014 Гц№ 6.Решение:Дано:–7Запишем закон сохранения энергии дляλ = 3,0⋅ 10 м14фотоэффекта: hv =А + Wk.νmin = 4,3 ⋅10 Гц–34Красная граница фотоэффекта – это преh = 6,63⋅ 10 Дж ⋅с8дельная частота νmin, то есть частота, прис = 3 ⋅10 м/скоторойWk = 0.
при этом hνmin = А.Wk – ?Частота фотона связана с его длиной волны соотношением:ch= .λСледовательно, закон сохранения энергии для фотоэффектаможно переписать в виде:c⎛c⎞h = h ν ⎜ − υmin ⎟ min + Wk ,λ⎝λ⎠3 ⋅108− 4 ,3 ⋅1014 Дж = 3,8 ⋅ 10-19 Дж.Wk = h = 6,63 ⋅10-34 ⋅3 ⋅10−7Ответ: Wk = 3,8 ⋅ 10-19 Дж.№ 7.Дано:λ = 5,0⋅ 10–7 мh = 6,63⋅ 10–34 Дж ⋅сс = 3 ⋅108 м/сp–?Ответ: р = 1,325 ⋅ 10-2744Решение:Импульс фотона определяетсявыражением:hv hр== ,cλ6 , 63 ⋅10−34 кг ⋅ мкг ⋅ мр== 1,325 ⋅10-275 ⋅10−7c2cкг ⋅ м.cГЛАВА 12. АТОМНАЯ ФИЗИКАУпражнение 13.№ 1.Дано:4πε 0 h 2r0 =me 2Решение:КлН ⋅ м2ђ = 1,05 ⋅10-34 Дж⋅сm = 9,1 ⋅10-31 кге = 1,6 ⋅10-19 Клυ–?а–?ε0 = 8,85⋅ 10–12Согласно модели Бора, электрон в атоме водорода представляетсобой классическую частицу, вращающуюся вокруг ядра по круговойrrорбите.
Запишем второй закон Ньютона для электрона: ma = Fk , гдеrFk – Кулоновская сила притяжения. По закону Кулона:Fk =1 e2.4πε0 r021 e2.4πε0 r02Скорость и ускорение при движении по окружности связаны соотношением:υ2a=r0.Перепишем закон Ньютона в виде:mυ 21 e21 e22 =,υ.=r04πε0 r024πε0 mr0Следовательно, ma = Fk =(1,6 ⋅10−19 )1e4e2υ===м/с2⋅106 м/с;4πε0 h 4 ⋅ π ⋅ 8,85 ⋅10−12 ⋅1,05 ⋅10−34( 4πε0 )2 h22a=υ2me69,1 ⋅10−31 ⋅ (1,6 ⋅10−19 )6==м/с2 ≈ 1023 м/с23 4r0 ( 4πε0 ) h(4π ⋅ 8,85 ⋅10−12 ) ⋅ (1, 05 ⋅10−34 ) 4Ответ: v ≈ 2 ⋅106 м/с; a ≈ 1023 м/с2.45№ 2.Решение:Дано:Запишем закон сохранения энергии для αυ = 10–7 м/с– частицы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
