Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет




НазваМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет
Сторінка1/4
Дата конвертації12.10.2013
Розмір0.57 Mb.
ТипДокументы
skaz.com.ua > Математика > Документы
  1   2   3   4


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ПОЛТАВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ЮРІЯ КОНДРАТЮКА
КАФЕДРА ФІЗИКИ


ЗБІРНИК ЗАДАЧ ІЗ ФІЗИКИ
ЧАСТИНА 3
для студентів інженерних спеціальностей

денної та заочної форм навчання

Полтава 2011
Збірник задач із фізики. Частина 3. Для студентів інженерних спеціальностей денної та заочної форм навчання.  Полтава: ПолтНТУ, 2011.– 32 с.


Укладачі: Р.І. Шматкова, к.т.н., доцент, Л.П. Давиденко, к.х.н, доцент,

О.В. Ківа, ст. викладач.

Відповідальний за випуск: В.В. Соловйов, завідувач кафедри фізики,

доктор хімічних наук, професор.


Рецензент: В.І. Коновалов, к.ф-м.н., доцент.


Затверджено науково-методичною радою університету

Протокол № 2 від 21.04. 2011 р.

Коректор М.М. Рокитна


23.01.05.03
Для успішного розв’язання задач рекомендується така послідовність дій:

1. Приступаючи до розв’язання задач з будь-якої теми, спочатку вивчіть теоретичний матеріал за підручником, розберіться в прикладах розв’язання типових задач.

2. Уважно прочитайте умову задачі, вникаючи в її зміст. Чітко уявіть собі фізичне явище, процеси, які відображені умовою задачі.

3. Запишіть коротку умову задачі, вказуючи всі величини з умови задачі та їх числові значення. Окремо позначте величини, що шукаються в задачі. Числові значення переведіть в одиниці СІ.

4. Ретельно виконайте креслення, котре пояснює зміст задачі (в тих випадках, коли це можливо). Є деякі задачі, що розв’язуються графічно, тоді правильно виконане креслення буде розв’язанням задачі.

5. Згадайте, якому закону підпорядкований фізичний процес і якими формулами він описується математично. Якщо формул декілька, співставте величини, що входять у різні формули, із заданими величинами та тими, які необхідно знайти.

6. На першому етапі розв’язуйте задачу в загальному вигляді, тобто виводьте формулу, в котрій шукана величина виражена через величини, задані в умові. Винятки із цього правила вкрай рідкі й бувають у двох випадках: якщо формула якої-небудь проміжної величини настільки громіздка, що обчислення цієї величини значно спрощує подальший запис розв’язання; якщо числовий розв’язок задачі значно простіший, ніж виведення формули.

7. Перевірте, чи дає робоча формула правильну одиницю вимірювання шуканої величини. Для цього в робочу формулу слід підставити одиниці вимірювань всіх величин у СІ, виконати з ними необхідні дії. Якщо одержана в результаті розмірності не збігається з розмірністю шуканої величини, то задача розв’язана неправильно. Якщо в обчислювальну формулу входять алгебраїчні суми, слід звернути увагу на одиниці доданків.

8. Підставте в остаточну формулу, одержану в результаті розв’язання задачі в загальному вигляді, числові значення, виражені в одиницях СІ.

9. Виконуйте обчислення згідно з робочою формулою, керуючись правилами наближених обчислень. Запишіть у відповіді числове значення і скорочену назву шуканої величини в СІ.

10. Розв’язання кожної задачі повинне супроводжуватися коротким поясненням, яке розкриває логічну послідовність операцій при її розв’язанні.

11. Одержавши шукану величину, проаналізуйте її кількісно і переконайтесь, що вона реальна в умовах даної задачі.

12. Оформлення задач: обов’язково перепишіть умову задачі повністю, коротку умову, рішення з поясненнями, відповідь. Кожну задачу починайте з нової сторінки.
Базові питання

Розділ «Оптика, фізика атома, ядра та твердого тіла»

1. Основні поняття фотометрії: сила світла, освітленість, світловий потік.

2. Явище інтерференції, умова підсилення та ослаблення світла при інтерференції.

3. Явище дифракції, умова максимуму на решітці.

4. Явище поляризації, закон Малюса та Брюстера.

5. Зовнішній фотоефект. Рівняння Ейнштейна.

6. Теплове випромінювання і його закони.

7. Тиск світла.

8. Випромінювання атомів: оптичні та рентгенівські спектри.

9. Напівпровідники власні та домішкова . Провідність напівпровідників.

10. Явище радіоактивності, енергія зв’язку, дефект маси ядра.

Оптика. Фізика атома і атомного ядра.

Основні закони і формули


Абсолютний показник заломлення

n =

c – швидкість світла у вакуумі (м/с);

 – швидкість світла у середовищі (м/с)

Відносний показник заломлення



n2 – абсолютний показник заломлення 2-го середови-ща;

n1 – абсолютний показник заломлення 1-го середови-ща

Закон заломлення світла

= n21

 – кут падіння;

– кут заломлення;

n21 – відносний показник заломлення;

αгр – граничний кут повно-го відбивання

= n21

Довжина хвилі

 =

 – швидкість хвилі (м/с);

ν – частота (Гц)

Світловий потік

Ф =

^ Ф –світловий потік (лм);

W – світлова енергія (Дж);

t – час (с)

Сила світла

I =

І сила світла (кд);

Ф –світловий потік (лм);

 – тілесний кут (стер)

Освітленість

Е =

W – енергія (Дж);

Е – освітленість (лк);

S – площа (м2);

Закон освітленості поверхні

Е =cos

r – відстань до джерела світла (м);

I – сила світла (кд);

 – кут падіння

Оптична різниця ходу

Δ = n11n22

n1, n2 – абсолютні показ-ники заломлення;

1, 2 – відстані, пройдені світлом від 1-го та 2-го джерела (м)

Умова підсилення світла при інтерференції

Δ = ± k

k = ± 0,1,2,… – порядок максимуму або мінімуму;

 – довжина хвилі (м);

 – оптична різниця ходу хвиль (м)

Умова послаблення світла при інтерференції

Δ = ± (2 k+1 )

Оптична різниця ходу при інтерференції в тонких плівках:

у відбитому світлі
у прохідному світлі


Δ = 2d+

Δ = 2d

 – оптична різниця ходу хвиль (м);

d– товщина плівки (м);

n – показник заломлення плівки;

і – кут падіння;

 – довжина хвилі (м)

Радіуси темних кілець Ньютона у відбитому (або світлих у прохідно-му) світлі:

rк =

r – радіус кільця (м);

k = 1,2,…– номер кільця;

R – радіус кривизни лінзи (м);

 – довжина хвилі (м)


Радіуси світлих кілець Ньютона у відбитому (або темних у прохідно-му) світлі:

rк =

Умова головних макси-мумів при дифракції на гратці

d sinφ = ± k,

k= 0,1,2,…– порядок мак –симуму;

dстала гратки (м);

φкут дифракції

a ширина гратки (м);

N – кількість штрихів

Стала дифракційної гратки

d =


Умови дифракційних максимумів при дифракції на щілині
Умови дифракційних мінімумів при дифракції на щілині

аsinφ = (2k + 1)
аsinφ = 2k

a– ширина щілини (м);

φ – кут дифракції;

k– порядок дифракційного максимуму, мінімуму;

(2k + 1), 2k – число зон Френеля

Формула Вульфа-Брегга

2 dsin = m

d – відстань між атомними площинами кристала (м);

 – кут між пучком рентгенівських променів і поверхнею кристала;

mпорядок рентгенівсь-кого спектра

Закон Брюстера

tq іБ =

іБ – кут падіння, при яко-му відбитий промінь мак-симально поляризований;

n1, n2 – абсолютні показ-ники заломлення

Енергетична світність

Rе =

Rе енергетична світність (Вт/м2);

W – енергія (Дж);

S – площа поверхні (м2);

Закон Стефана-Больцма-на для абсолютно чорного тіла

Re =T4

Re – енергетична світність (Вт/м2);

 – стала Стефана-Больцмана (Вт/(м2  К4));

^ Т – абсолютна температу-

ра (К);

а – коефіцієнт поглинання (поглинальна здатність)

Закон Стефана-Больцмана для «сірого» тіла

Re =аT4

Коефіцієнт поглинання

а =

а –коефіцієнт поглинання;

dWпогл енергія, поглину-та поверхнею (Дж);

dW – енергія, що падає на поверхню (Дж)

Перший закон Віна (закон зміщення)

max =


max – довжина хвилі, яка відповідає максимуму спектральної випроміню-вальної здатності (м);

в1 – стала першого закону Віна (м К);

^ Т –абсол. температура (К);

rmaх максимальне значе-ння спектральної випро-мінювальної здатності (Вт/м3);

в2 – стала другого закону Віна (Вт/(м3К5))

Другий закон Віна

rmaх = в2T5

Енергія фотона

ф = hv =

ф енергія фотона (Дж);

h – стала Планка (Дж с);

v – частота (Гц);

с – швидкість світла (м/с);

 – довжина хвилі (м);

рф – імпульс фотона (кгм/с);

mф – маса фотона (кг)

Імпульс фотона



рф =;

Маса фотона

mф =

Рівняння Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту

hv = A+

A – робота виходу (Дж);

m – маса електрона (кг);

 – швидкість електрона (м/с);

Червона межа фотоефекту

νчер. = ; чер.=

Тиск світла при нормальному падінні на поверхню

p = (1 + )

pтиск світла (Па);

Е – енергетична світність

(Вт/м2);

с – швидкість світла у вакуумі (м/с);

 – коефіцієнт відбивання

Формула Комптона для розсіяного фотона

Δ =  - =

=(1 - cosΘ)

Δ – зміна довжини хвилі фотона (м);

– довжина хвилі після розсіювання (м);

 – довжина хвилі до розсіювання (м);

Θкут розсіювання;

m0 – маса спокою електро-на (кг)

Правило частот Бора

Еn – Еk= h

h – стала Планка (Джс);

 – частота (Гц)

Радіуси стаціонарних орбіт атома водню

rn = n2a

rn – радіус n-ї орбіти (м);

n = 1,2,3… номер орбіти;

a радіус першої орбіти електрона в атомі водню (а = 52,9 нм)

Формула Бальмера-Рідберга



 – довжина хвилі (м);

^ R – стала Рідберга (м-1);

Z– порядковий номер елемента;

k – номер орбіти, на яку перейшов електрон;

n – номер орбіти, з якої перейшов електрон;

δ – стала екранування

Закон Мозлі



Потенціал збудження

Uзб. =

е – заряд електрона (Кл);

Uзб – потенціал збудження (В);

Ек, Еn – значення енергії відповідно k-го та n-го рівнів (Дж);

Короткохвильова границя суцільного рентгенівсько-го спектра

min =

U – напруга на рентгенів-

ській трубці (В);

min довжина хвилі (м);

h – стала Планка (Джс)

Довжина хвилі де Бройля

Б =

р – імпульс (кг м/с);

m – маса (кг);

 – швидкість (м/с)

Залежність маси частин-ки від швидкості її руху

Релятивістський імпульс

m =

р =


m – маса рухомої частин-ки (кг);

m0 – маса спокою (кг);

 – швидкість частинки (м/с);

с – швидкість світла у вакуумі (м/с);

Е – повна енергія (Дж);

Ек–кінетична енергія (Дж)

Повна енергія частинки

Е = mc2

Кінетична енергія частинки

Ек = mc2 – m0c2

Закон радіоактивного розпаду


N = N0 е-t

N0 – число радіоактивних

атомів на момент часу t0=0;

^ N – число радіоактивних атомів на момент часу t;

 – стала розпаду (с-1);

Т – період напіврозпаду

(с);

 – середній час життя (с);

а – активність (Бк);

m – маса речовини (кг)

Число атомів, що розпалося за час t


N = N0 ( 1 - е-t)

Стала розпаду

 =

Середній час життя радіоактивного ядра

 =

Активність

а = -=  N0 е-t

Питома активність

А =

Склад атомного ядра

ZХА або Х

Z – зарядове число;

кількість протонів у ядрі (порядковий номер

елемента);

^ А – масове число; кіль-кість нуклонів (протонів і нейтронів) у ядрі;

(А-Z) – кількість нейтро-

нів у ядрі;

m – дефект маси ядра (а.о.м.);

mn маса нейтрона (а.о.м.);

mат маса атома (а.о.м.);

mH – маса ізотопа водню Н (а.о.м.)


Дефект маси ядра



m = ZmH +( А-Z)mn – mат

Енергія зв’язку ядра

Езв = Δmс2 = 931,5 Δm

Езв – енергія зв’язку (МеВ);

m – дефект маси ядра (а.о.м.);

А – масове число;

с – швидкість світла у вакуумі (м/с)

Питома енергія зв’язку

Епит =

Енергія ядерної реакції

Е = 931,5(mі - mj)

Е – енергія, що виділяєть-ся або поглинається в

ході ядерної реакції (МеВ);

mі – сума мас частинок до реакції (а.о.м);

mj – сума мас частинок після реакції (а.о.м)

Питома електропро-відність напівпровідника із власним типом провідності

δ = еn(μn + μp)

e – елементарний заряд (Кл);

n – концентрація електро-нів (дірок) (м-3);

μn – рухливість електронів (м2/(Вс));

μp – рухливість дірок (м2/(Вс))

Залежність від температури:

питомої провідності «власного» напівпровідника;
питомої провідності домішкового напівпровідника при низьких температурах



σ = σ0 е

σ = σ0 е

σ – питома провідність при температурі Т

(Омм)-1;

σ0 – питома провідність при температурі Т→ ∞ (Омм)-1;

k стала Больцмана (Дж/К);

Е ширина забороненої зони (Дж);

Еа енергія активації домішки (Дж)


Порогова довжина хвилі фотопровідності

n =

h – стала Планка (Джс);

с – швидкість світла у вакуумі (м/с);

Е – енергія активації

(Дж)

  1   2   3   4

Схожі:

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет iconРобоча навчальна програма
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський...
Психолого-педагогічні дисципліни, охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях”
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту України Національний технічний університет України
Правове регулювання суспільних відносин в умовах демократизації Української держави
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет iconМіністерство освіти І науки, молоді І спорту україни тернопільський...
Принципи програмування систем управління технологічним обладнанням на мові низького рівня iso 7bit
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни національний технічний університет україни
Зміст виробничої практики визначається сучасними вимогами до підготовки фахівців за спеціальністю «Економіка підприємства» у відповідності...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет iconМіністерство освіти І науки України полтавський національний технічний університет
Архітектура будівель І споруд”, “Містобудування”, “Дизайн архітектурного середовища”, “Образотворче та декоративно-прикладне мистецтво”...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни київський національний...

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни івано-Франківський...
Вступ
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет iconМіністерство освіти І науки, Молоді та спорту України
Розроблено та внесено: Миколаївський національний університет імені В. О. Сухомлинського
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни полтавський національний технічний університет iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни кіровоградський...
Страхування: методичні вказівки до підготовки на семінарські, практичні заняття та виконання самостійної роботи для студентів спеціальності...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2015
звернутися до адміністрації
skaz.com.ua
Головна сторінка