Федеральное агентство связи
Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики
Межрегиональный центр переподготовки специалистов
Контрольная работа По дисциплине: Физика
Новосибирск, 2009
Вариант 3
703. Светильник в виде цилиндра из молочного стекла имеет размеры: длину 25 см, диаметр 24 мм. На расстоянии 2 м при нормальном падении лучей возникает освещенность 15 лк. Определить силу света; яркость и светимость его, считая, что указанный излучатель косинусный.
Решение: Источники, яркость которых одинакова по всем направлениям, называются ламбертовскими или косинусными. Величина светового потока равна
Где – освещенность на поверхности
– площадь поверхности, для сферы
Для изотропного источника сила света равна
Светимость объекта – отношение светового потока, испускаемого источником к площади поверхности источника освещения. Для упрощения пренебрежением излучением, испускаемых с торца цилиндра.
где – диаметр светящегося цилиндра
– длина светящегося цилиндра
Для косинусного источника света светимость и яркость объекта связаны соотношением:
, где – яркость объекта
Ответ: Сила света
Светимость
Яркость
713. Температура абсолютно черного тела Т = 2 кК. Определить длину волны λm, на которую приходится максимум испускательной способности и спектральную плотность энергетической светимости (rλ,)max для этой длины волны.
Решение: По закону Вина
(1)
где – константа
– температура тела,
Этот закон связывает длину волны максимума испускательной способности с температурой тела.
Плотность энергетической светимости определим из формулы Планка:
(2)
где – постоянная Планка,
– циклическая частота света, связанная с длиной волны сооношением:
(3)
- скорость света,
- постоянная Больцмана,
- температура абсолютно черного тела.
Подставим (3) в (2) получим:
где – постоянная Планка,
Определим по закону Вина длину волны
Найдем спектральную плотность энергетической светимости
Размерность
Ответ:
723. Фотон с энергией ε = 10 эВ падает на серебряную пластину и вызывает фотоэффект. Определить импульс р, полученный пластиной, если принять, что направления движения фотона и фотоэлектрона лежат на одной прямой, перпендикулярной поверхности пластин.
Решение: Формула Эйнштейна для фотоэффекта
(1)
Где - энергия падающего фотона
– масса фотоэлектрона,
– скорость фотоэлектрона
Импульс фотона равен:
(2)
где – скорость света,
Таким образом, из закона сохранения импульса, импульс , полученный пластиной, равен:
Скорость вылета фотоэлектрона из пластины из уравнения (1) равна
Откуда, импульс пластины равен:
Размерность
Ответ: импульс пластины
733. Определить постоянную Планке h, если известно, что фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла светом с частотой 2,2ּ 1011 с-1, полностью задерживаются обратным потенциалом 6,6 В, а вырываемые светом с частотой 4,6ּ 1011 c-1 – потенциалом 16,5 В.
Решение: Формула Эйнштейна для фотоэффекта
(1)
где – постоянная Планка (необходимо найти)
- частота падающего света
- работа выхода фотоэлектрона
– кинетическая энергия, с которой фотоэлектрон выходит с поверхности.
Под действием приложенного поля кинетическая энергия фотоэлектрона переходит в потенциальную энергию электрона в электрическом поле, тогда
(2)
где – заряд фотоэлектрона,
- величина задерживающего потенциала
Тогда из уравнения (2) следует:
Размерность
Ответ: постоянная Планка
743. Какая доля энергии фотона приходится при эффекте Комптона на электрон отдачи, если рассеяние фотона происходит на угол θ=π/2 рад? Энергия фотона до рассеяния ε = 0,51 МэВ.
Решение: Запишем формулу Комптона:
) (1)
где – изменение длины волны фотона
– постоянная Планка,
- масса электрона,
- скорость света,
– угол между фотоном и электроном после столкновения
– энергия фотона до столкновения
(2)
где – первоначальная длина волны
Энергия фотона εпосле столкновения:
(3)
Из закона сохранения энергии, энергия, переданная электрону, равна:
- (4)
И доля энергии , переданная электрону, равна:
(5)
С учетом выражения (2) получаем:
Подставим значение (учитывая, что )
Мы использовали тот факт, что энергия покоя электрона
Ответ: доля энергии фотона, затраченная на электрон отдачи
753. Определить коэффициент отражения поверхности, если при энергетической освещенности Ее = 120 Вт/м2 давление р света на нее оказалось равным 0,5 мкПа.
Решение: Давление света при нормальном падении на поверхность
где – энергетическая освещенность
- скорость света,
- коэффициент отражения
Откуда получаем:
Подставим значения:
Ответ: коэффициент отражения
803. Вычислить по теории Бора период Т вращения электрона в атоме водорода, находящегося в возбужденном состоянии, определяемом главным квантовым числом n = 2.
Решение: Период обращения электрона в модели атома по Бору:
(1)
где – радиус орбиты
– скорость движения электрона по орбите
Условие для стационарных орбит:
где – масса электрона,
(2)
- постоянная Планка,
- главное квантовое число
Ньютоновское уравнение движения по орбите:
(3)
где - заряд электрона,
– электрическая постоянная,
Получим из (2) и (3) выражение для радиуса орбит:
Откуда выражение для периода вращения:
Размерность
Ответ: период обращения
823. Какова должна быть кинетическая энергия Т протона в моноэнергетическом пучке, используемого для исследования структуры с линейными размерами l≈10-13 см?
Решение: Соотношение неопределенностей для координат и импульса:
(1)
где – неопределенность проекции импульса на ось ОХ
– неопределенность координаты
– постоянная Планка,
Таким образом, для неопределенности импульса
(2)
Импульс частицы связан с кинетической энергией
(3)
где – масса покоя протона,
Подставим (3) в (2), получим:
Размерность
или
Ответ: кинетическая энергия должна быть больше
Другие работы по теме:
Метод наименьших квадратов
Метод наименьших квадратов Оценка параметров уравнения А0 , А1, А2 осуществляется методом наименьших квадратов (МНК). В основе которого лежит предположение о независимости наблюдений исследуемой совокупности и нахождении параметра модели, при котором минимизируется сумма квадратов отклонений фактических значений результативного признака от теоретических, полученных по уравнению регрессии.
Электромагнитные волны
Излучение электромагнитных волн. Характеристика электродинамических потенциалов. Понятие и особенности работы элементарного электрического излучателя. Поля излучателя в ближней и дальней зонах. Расчет резонансной частоты колебания. Уравнения Максвелла.
Сравнительный анализ циклов газотурбинной установки
Нахождение параметров для основных точек цикла газотурбинной установки, который состоит из четырех процессов, определяемых по показателю политропы. Определение работы газа за цикл и среднециклового давления. Построение в масштабе цикла в координатах.
Расчет преобразователя
Содержание 1. Техническое задание 2. Выбор конструкции и материала преобразователя 3. Расчет элементов излучателя 3.1. Выбор материала и конструкции
Печатные излучатели
www.acsoft.tk ПЕЧАТНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ Печатный излучатель представляет собой прямоугольную пластинку, возбуждаемую одним или несколькими штырями (рис. 7.1). Несмотря на простоту конструкции, это многофункциональный элемент, он может создавать поле излучения как с линейной, так и с круговой поляризацией, а также работать на одной или двух частотах с взаимно ортогональным расположением плоскостей поляризации излучаемых волн.
Сварка излучением
Сварка излучением Сущность процесса. Сварка пластмасс излучением основана на способности пластмасс поглощать лучистую (фотонную) энергию и за счет этого нагреваться. В результате поверхностные слои деталей из термопластов переходят в вязкотекучее состояние и с приложением необходимого давления свариваются.
Разработка диэлектрической стержневой ФАР
Определение геометрических параметров антенной решетки. Расчет диаграммы направленности диэлектрической стержневой антенны. Расчет диаграммы направленности антенной решетки. Выбор и расчет схемы питания антенной решетки. Выбор фазовращателя.
Стержневой составной преобразователь с двумя накладками
Характеристика, классификация, основные параметры гидроакустических приборов. Анализ расчета геометрических размеров стержневого составного преобразователя с двумя накладками. Исследование массы, добротности, энергетических характеристик преобразователя.
работа
Определение элементов эквивалентной электромеханической схемы, включая N, Ms, Rs, Rпэ, Rмп
Теория абсолютного движения
АД теория не опирается на постулат относительности, проста, логична, не вводит гипотетические объекты (“эфир”, “темные силы“ и т.д.), не противоречит известным экспериментальным данным.
Антенна излучающая
Выбор формы, определение размеров антенны и направленности. Колебательная система преобразователя. Чувствительность излучателя. Выбор активного материала и расчет электрических параметров. Конструкция антенны.
Электронные пушки с большим пространственным зарядом
Формирование интенсивных осесимметричных электронных пучков. Электронная пушка. Пушка Пирса для формирования цилиндрического пучка. Расчет излучателя электронов. Конструкция, конфигурация прикатодного фокусирующего электрода и анода. Величина компрессии.
Критерии оценивания качества воспроизведения изображений
Алгоритмы, учитывающие систему визуального восприятия человека. Мультиразмерная ошибка. Мера качества видео на основе дискретного косинусного преобразования. Модификация алгоритмов оценки качества изображения с применением предварительной обработки.
Основы теории излучения звуковых волн
Использование громкоговорителя прямого излучения для преобразования механических колебаний в акустические. Особенности устройства диффузора. Излучение пульсирующей сферы. Формула звукового давления. Зависимость коэффициента направленности от угла.
Конструирование антенн
Министерство образования Российской Федерации УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ-УПИ " ПЛОСКАЯ ФАР С ДИСКРЕТНЫМ ФАЗИРОВАНИЕМ
Линейка из рупорных антенн
Проектирование линейки из волноводно-рупорный антенны: произведение расчета одиночного рупора и фазирующей секции, построение диаграммы направленности простейшего излучателя СВЧ-диапазона. Рассмотрение строения и принципа работы данной конструкции.
Вибраторная антенная решетка
Расчет вибраторных фазированных антенных решеток с расширенным углом сканирования. Общая характеристика излучателя антенной решетки. Основной способ питания излучателя. Расчеты диаграммы направленности излучателя. Расчеты амплитудного распределения.
Синфазная решетка из рупорных антенн
Расчет параметров синфазной решетки из рупорных антенн: размеры волновода и рупора, габариты решетки, количество излучателей. Анализ графиков: единичного излучателя, множителя системы и решетки. Структурная схема питания рупоров от общего генератора.
Построение линейной решетки вибраторных антенн
Современные радиотехнические средства. Расчет параметров одного излучателя и антенной решетки. Конструктивная схема вибраторного излучателя. Коаксиально – полосковые переходы и дискретный фазовращатель. Полосковый делитель и кольцевой делитель мощности.
Линейная решетка спиральных антенн с электронным сканированием
Линейная решетка с цилиндрической спиральной антенной в качестве излучателя. Применение антенных решеток для обеспечения качественной работы антенны. Проектирование сканирующей в вертикальной плоскости антенной решетки. Расчет одиночного излучателя.
Конструирование вибраторной антенной решетки
Излучатель антенной решетки. Выбор конструкции вибратора и схемы питания. Антенная решетка системы излучателей. Расчет диаграммы направленности и геометрия антенной решетки. Расчет параметров решетки при заданном максимальном секторе сканирования.
Тестирование и верификация HDL-моделей компонентов SOC
Анализ тестопригодности графа управления автоматной модели HDL-программы. Фрагмент модуля дискретного косинусного преобразования и кода механизма ассерций. Особенности верификации дискретного косинусного преобразования в среде Questa, Mentor Graphics.
Калибровка и поверка аппаратуры акустического каротажа
. Калибровка и поверка аппаратуры акустического каротажа Акустические параметры пластов горных пород измеряют аппаратурой акустического каротажа (АК) с целью их использования в косвенных измерениях коэффициента пористости пластов. Такая аппаратура используется также и при контроле качества цементирования колонн в скважинах.
Обратные задачи гравиметрии
Используя полученные в предыдущих параграфах уравнения, рассмотрим обратные задачи гравиметрии, т.е. найдем выражения для определения параметров и глубины залегания гравитирующих масс, сосредоточенных в телах простой геометрической формы.
О применимости георадаров в геологии
Ситуация с георадиолокацией, или еще называют “подповерхностной радиолокацией”, достаточно неоднозначна. Известный довольно давно, как метод радиолокационного зондирования (РЛЗ), он интенсивно развивается в последнее время.
Обратные задачи гравиметрии
В. В. Орлёнок, доктор геолого-минералогических наук Используя полученные в предыдущих параграфах уравнения, рассмотрим обратные задачи гравиметрии, т.е. найдем выражения для определения параметров и глубины залегания гравитирующих масс, сосредоточенных в телах простой геометрической формы.