К пружине подвешен груз. Зная, что максимальная кинетическая энергия колебаний груза равна 1Дж, найти коэффициент деформации пружины. Амплитуда колебаний 5 см.

4. Интенсивность звука I=1 Вт/м². Определить плотность ω энергии звуковой волны, если звук распространяется в сухом воздухе при нормальных условиях.

5. С какой скоростью должен приближаться к наблюдателю источника звука, чтобы воспринимаемый наблюдателем звук был на октаву выше излучаемого звука? Скорость звука принять равной 340 м/с.

6. На какую длину волны будет резонировать контур, состоящий из катушки с индуктивностью L=4мкГ и конденсатора емкостью С=1,11 нФ.

Модуль 7

1. Дифракция на круглом отверстии и круглом экране.

2. Установка для наблюдения колец Ньютона в отраженном свете освещается монохроматическим светом с λ=0,5мкм, падающим нормально. Найдите толщину слоя воды (n_Н2О=1,33) между линзой и стеклянной пластинкой в том месте, где наблюдается 3-е светлое кольцо.

3. Дифракционная решетка содержит 200 штрихов на 1 мм. На решетку нормально падает монохроматический свет с λ=600 нм. Максимум, какого наибольшего порядка дает эта решетка?

4. Угол полной поляризации при отражении света от кристалла каменной соли равен 57⁰. Определите скорость распространения света в кристалле.

5. Вычислите поток излучения, испускаемый кратером дуги с простыми углями, имеющими температуру 4200 К. Диаметр кратера 7 мм. Излучение угольной дуги составляет 80% от излучения абсолютно черного тела при указанной температуре.

6. Определить плотность тока насыщения, получаемого с фотокатода, если катод освещается излучением с λ=0,36 мкм, причем излучательность равна 60 мкВТ/см². Считать, что 3% падающих фотонов выбивают электроны.

Вариант № 9

Модуль 5

1. Два прямых длинных провода расположены параллельно на расстоянии 10 см друг от друга. По проводам текут токи по 5 А в противоположных направлениях. Найти магнитную индукцию в точке, находящейся на расстоянии 10 см от каждого провода. μ₀=4π·10^-7 Гн/м.

2. Виток провода, по которому течет ток 2 А, свободно установится в магнитном поле с индукцией 16 мТл. Диаметр витка 10 см. Какую работу надо совершить, чтобы повернуть виток на угол относительно оси, совпадающей с диаметром?

3. Найти индуктивность катушки, имеющей 400 витков на длине 20 см. Площадь поперечного сечения катушки 9 см². Чему будет равна индуктивность, если внутрь нее поместить железный сердечник с магнитной проницаемостью, равной 400.

4. Определить вектор в точке М, если I₁=I₂.

5. Указать на своем рисунке направление вращения рамки. Записать формулу вращающего момента.

6. Определить направление индукционного тока во втором витке.

7. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.

Модуль 6

1. Волновой процесс. Виды волн.

2. Точка совершает гармонические колебания. В некоторый момент времени t смещение точки х₁=5см. При увеличении фазы вдвое смещение точки стало х₂=8 см. найти амплитуду А колебаний.

3. Точка одновременно совершает два гармонических колебания происходящих по взаимно перпендикулярным направлениям и выраженных уравнениями х=1/2 sin t см; у=2cost см.

Найти уравнение траектории точки и построить ее на чертеже; показать начальное направление движения.

4. Найти отношение скорости с звука в углекислом газе к средней арифметической скорости молекул этого газа.

5. Для демонстрации опытов Герца с преломлением электромагнитных волн иногда берут большую призму, изготовленную из парафина. Определить показатель преломления парафина, если диэлектрическая проницаемость его ε=2 и магнитная проницаемость μ=1.

6. Уединенный колебательный контур, состоящий из индуктивности и емкости С, имеет период колебаний Т. найти энергию контура в момент времени, когда ток в катушке достигает максимальной величины I_max.

C=700пф; Т=70 нс; I_max=0,5 А.

Модуль 7

1. Дифракция на одной щели.

2. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается белым светом, падающим нормально. Найти радиус 4-го синего кольца (λ_син=0,45 мкм). Радиус линзы 5 м. Наблюдение ведется в проходящем свете.

3. Чему равна разность хода лучей красного цвета (λ_кр=760 нм) для максимума освещенности 2-го порядка в дифракционной картине, полученной от одной щели?

4. Естественный свет проходит через два поляроида, угол 60⁰. Во сколько раз изменится интенсивность света, прошедшего эту оптическую систему, если угол между оптическими осями поляроидов уменьшить в 2 раза?

5. Во сколько раз возрастет излучательность абсолютно черного тела, если повысить его температуру: 1) от 2100 К до 2400 К; 2) от 2100 К до 2735 К?

6. Какую разность потенциалов надо приложить между катодом и анодом фотоэлемента, чтобы электрическое поле задерживало все электроны? Красная граница λ₀=0,29мкм. Катод освещается светом с λ=258 нм.

Вариант № 10

Модуль 5

1. Прямой бесконечный провод имеет круговую петлю радиусом 8 см. Определить величину тока в проводе, если известно, что напряженность м. п. В центре петли равна 100 А/м.

2. Поток α – частиц (ядер атома гелия), ускоренных разностью потенциалов 1 МВ, влетает в однородное м. поле напряженностью 120 кА/м. Скорость частиц направлена перпендикулярно магнитному полю. Найти силу, действующую на каждую частицу. μ₀=4π·10^-7 Гн/м, q=|e|=1,6·10^-19 Кл, m=9,1·10^-31 кг.

3. В однородном магнитном поле, индукцией 0,1 Тл, вращается катушка, содержащая 200 витков. Ось катушки перпендикулярна оси вращения. Период обращения катушки равен 0,2 с, площадь поперечного сечения ее 4 см². Найти "max" э.д.с. во вращающейся катушке.

4. Изобразить поле катушки и указать полюса. Как определяется вектор этого поля?

5. Определить величину и направление.

6. Первый контур приближается ко второму. Определить направление индукционного тока во втором.

7. Сила Лоренца.

Модуль 6

1. Уравнение бегущей волны. Волновое уравнение.

2. Математический маятник длиной l ₁=40 см и физический маятник в виде тонкого прямого стержня длиной l ₂=60 см синхронно колеблются около одной и той же горизонтальной оси. Определить расстояние α=центра тяжести стержня от оси колебаний.

3. Тело совершает гармоническое колебание по закону х=50sin() см. найти максимальное смещение; скорость, ускорение и силу, если масса тела 1 кг.

4. Два катера идут навстречу друг другу со скоростями 20 и 30 уз. Наблюдатель, находящейся на первом катере, слышит гудок второго частотой 540 Гц. Какова действительная частота излучаемого сигнала? Скорость звука принять равной 340 м/с.

5. Колебательный контур состоит из конденсатора и катушки самоиндукции. При максимальном токе в катушке I₀ =1А энергия магнитного поля составляет 10000эрг. Чему равен период колебаний контура, если максимальная разность потенциалов на обкладках достигает величины 1000 В?

6. Найти численное значение напряженностей электрического и магнитного полей в световой волне, идущей от Солнца, если известно, что объемная плотность энергии равна 5·10^-6 Дж/м³.

Модуль 7

1. Дифракция на дифракционной решетке.

2. В опыте Юнга два отверстия освещаются монохроматическим светом с длиной волны λ=0,6мкм. Расстояние между отверстиями 1 мм, расстояние от пластинки с отверстиями до экрана равно 3 м. Найдите положение трех первых темных полос в интерференционной картине на экране.

3. Сколько штрихов на 1 мм должна иметь дифракционная решетка, чтобы угол дифракции π/2 соответствовал максимум освещенности пятого порядка для света с λ=500 нм.

4. Чему равен угол между оптическими осями двух поляроидов, если интенсивность света, прошедшего через них, уменьшилась в 5 раз?

5. На сколько надо повысить температуру абсолютно черного тела, чтобы излучательность его поверхности увеличилась в 200 раз? Температура абсолютно черного тела 527⁰С.

6. Определите наименьший задерживающий потенциал, необходимый для прекращения эмиссии электронов с фотокатода, если его поверхность освещается светом с λ=0,4 мкм, а красная граница соответствует 0,67 мкм.

Вариант № 11

Модуль 5

1. По проводу, согнутому в виде кольца, длиной 1,2 м идет ток 1 А. Найти напряженность магнитного поля в центре кольца.

2. Ось катушки, имеющей 10³ витков диаметром 10 см, расположена горизонтально по земному магнитному меридиану. По катушке идет ток 0,5 А. Горизонтальная составляющая земного магнетизма 16,2 А/м. Какую работу надо произвести, чтобы повернуть катушку на 180⁰?. μ₀=4π·10^-7 Гн/м.

3. Сколько амер-витков потребуется для того, чтобы внутри соленоида малого диаметра длиной 30 см объемная плотность энергии магнитного поля была равна 1,75 Дж/м³?

4. Определить в точке М.

5. Определить величину и направление.

6. Определить направление индукционного тока во второй катушке.

7. Движение заряженных частиц в магнитном поле.

Модуль 6

1. Энергия волны. Вектор Умова.

2. Точка совершает гармонические колебания. В некоторый момент времени t смещение точки х=5 см, ее скорость υ=20 см/с и ускорение а=-80см/с². Найти амплитуду А, циклическую частоту ω, период колебаний Т и фазу φ колебаний в рассматриваемый момент времени.

3. Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях х=2sinωt м и у=2sinωt м. найти траекторию движения точки.

4. Найти мощность N точечного источника звука, если на расстоянии r=25 см от него интенсивность звука I=20мДж/(м²·с). Какова объемная плотность энергии на этом расстоянии? Скорость звука с=332м/с.

5. Колебательный контур состоит из емкости С и катушки с индуктивностью L (без сердечника). Затем в катушку вводится ферритовый сердечник, магнитную проницаемость которого считаем постоянной и равной μ=1000. Определить период электромагнитных колебаний контура в первом и втором случаях. Рассчитать длины излучаемых волн С=200пФ; L=5мкГ.

6. Максимальное напряжение на обкладках конденсатора в колебательном контуре, состоящем из конденсатора с емкостью 1,4·10^-6 см и катушка с индуктивностью 5·10^-6 см, равно 12В. Сопротивление ничтожно мало. Определить максимальное значение магнитного потока в катушке, число витков которой равно 28.

Модуль 7

1. Дифракция на пространственной решетке.

2. Найдите радиус 5-го синего кольца в интерференционной картине, полученной с помощью колец Ньютона, в отраженном свете (λ=0,45 мкм). Радиус линзы 5 м.

3. На щель шириной 2 мкм падает нормально монохроматический свет с λ= 589 нм. Найдите углы, в направлении которых наблюдаются минимумы освещенности.

4. Во сколько раз будет ослаблен луч естественного света, если пропустить его через 2 поляроида, оптические оси которых составляют угол 60⁰. Потерями света в поляроидах пренебречь.

5. Температура абсолютно черного тела увеличилась от 500⁰С до 1500⁰С. Во сколько раз увеличилась его излучательность?

6. Красная граница фотоэффекта для цинка равна 290 нм. Какая часть энергии фотона, вызывающего фотоэффект, расходуется на работу выхода, если максимальная скорость фотоэлектронов равна 10⁶ м/с?

Вариант № 12

Модуль 5

1. Определить индукцию магнитного поля, создаваемого отрезком прямолинейного проводника с током в точке М, расположенной на ^ к середине этого отрезка, на расстоянии 6 см от него. По проводу течет ток 2 А. Отрезок АВ провода виден из т. М под углом 90⁰. μ₀=4π·10^-7 Гн/м.

2. Электрон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно силовым линиям. Скорость электрона 40 Мм/с. Индукция магнитного поля 1 мТл. Чему равны тангенциальное и нормальное ускорение электрона в магнитном поле? q=|e|=1,6·10^-19 Кл, m=9,1·10^-31 кг.

3. На соленоид длиной 20 см и площадью поперечного сечения 30 см² надет проволочный виток. Соленоид имеет 320 витков и по нему идет ток 3 А. Какая средняя э.д.с. индуцируется в надетом на соленоид витке, когда ток в соленоиде включается в течение 1 мс?

4. Определить величину и направление.

5. Определить в точке М, если I₂=2I₁.

6. Определить направление индукционного тока в контуре.

7. Эффект Холла.

Модуль 6

1. Интерференция волн.

2. Груз, подвешенный к упругой пружине, совершает гармонические колебания по закону х=10sin см. Найти максимальное смещение, смещение для t=2.5 c, максимальные скорость, ускорение и силу, действующую на груз, масса которого 2 кг.

3. Найти запас энергии тела массой 2 кг, колеблющегося по закону х=10sin , см.

4. Мимо неподвижного наблюдателя проходит гудящий электровоз со скоростью 72 км/ч. Основной тон его гудка соответствует частоте 400Гц. Определить разность между частотами звуковых волн, воспринимаемых наблюдателем, при приближении и удалении электровоза, если скорость звука в воздухе равна 340 м/с.

5. Два параллельных провода, погруженных в глицерин, индуктивно соединены с генератором электромагнитных колебаний частотой v=420 МГц. Расстояние между пучностями стоячих волн на проводах l =7 см. найти диэлектрическую проницаемость ε глицерина. Магнитную проницаемость его принять равной единице.

6. Уединенный колебательный контур, состоящий из индуктивности и емкости С, имеет период колебаний Т. Найти энергию контура в момент времени, когда ток в катушке достигает максимальной величины I_maxС=690 пФ; Т=69 нс; I_max=0,4 А.

Модуль 7

1. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса.

2. Н поверхность стеклянного объектива нанесена тонкая пленка (n_пл=1,2). Толщина пленки 0,125мкм. Для лучей света с длиной волны λ будет наблюдаться максимум интерференции в проходящем свете. Определите λ

3. При дифракции белого света на решетке свет с длиной волны λ_ф=0,4 мкм дает спектр, в котором линия 3-го порядка накладывается (т.е. видна под тем же углом) на линию 2-го порядка дифракционного спектра, даваемого светом с длиной волны λ_х. Определите λ_х.

4. Определите угол преломления для полупрозрачной эмали, если угол полной поляризации для нее равен 58⁰.

5. Пластинка с черной поверхностью помещена в вакууме перпендикулярно падающим лучам. Определите энергию, поглощаемую 1 см² поверхности в минуту, если температура пластинки равна 327⁰С.

6. При освещении поверхности цезия излучением с λ=0,36 мкм задерживающий потенциал равен 1,47 В.. Определите красную границу фотоэффекта.

Вариант № 13

Модуль 5

1. По проволочному кольцу идет ток силой 2 А. При этом в центре его образуется магнитное поле с индукцией 41,5 мкТл. Найти длину проволоки, из которой сделано кольцо. μ₀=4π·10^-7 Гн/м.

2. Круговой контур помещен в магнитное поле так, что плоскость его перпендикулярна силовым линиям. Напряженность поля 16 кА/м. По контуру течет ток 2 А. Радиус контура 2см. Какую работу надо совершить, чтобы повернуть контур на 180⁰ относительно оси, совпадающей с его диаметром?

3. Соленоид длиной 0,5 м и площадью поперечного сечения 2 см² имеет индуктивность 0,2 мкГн. Определить напряженность магнитного поля внутри соленоида при токе 1 А.

4. Как отклонится заряд в магнитном поле? Величина и направление силы Лоренца.

5. Определить направление индукционного тока в проводнике.

6. Определить направление тока самоиндукции через лампы 1 и 2 при размыкании ключа.

7. Явление электромагнитной индукции.

Модуль 6

1. Стоячие волны.

2. Материальная точка массой m=10 г совершает гармонические колебания, уравнение которых имеет вид: х=0,2sin8πt м. найти возвращающую силу F момент t=0.1 c, а также полную энергию Е точки.

3. Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях х=cosπt и у=cos(πt+ ). Найти траекторию результирующего движения точки.

4. Определить скорость распространения звука с в азоте при температуре Т=300К.

Определить период электромагнитных колебаний контура в первом и втором случаях. Рассчитать длины излучаемых волн. С=300 пФ; L=6 мкГн.

6. Уравнение изменения величины тока в колебательном контуре со временем дается в виде i = –0¸02sin400πt А. Индуктивность контура 1 Гн. Найти:1) период колебаний; 2) емкость контура; 3) максимальную разность потенциалов на обкладках конденсатора; 4) максимальную энергию магнитного поля; 5) максимальную энергию электрического поля.

Модуль 7

1. Поляризация света при отражении на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера.

2. В опыте Юнга два отверстия освещаются монохроматическим светом с λ=0,76 мкм. Расстояние между отверстиями до экрана 1,5 м. Определите ширину светлой полосы в интерференционной картине, наблюдаемой, на экране.

3. Дифракционная решетка имеет 50 штрихов на 1 мм. Под каким углом видны максимумы первого и второго порядков для монохроматического света свет с длиной волны λ=0,4 мкм?

4. Естественный свет проходит через 2 поляроида, угол между оптическими осями, которых равен 45⁰. Во сколько раз уменьшится интенсивность света после прохождения этой системы?

5. Найти площадь излучающей поверхности 23-хваттной лампочки, если температура ее нити 2450 К. Излучение нити составляет 30% от излучения абсолютно черного тела при данной температуре.

6. Красная граница фотоэффекта для калия равна 577 нм. При какой разности потенциалов между катодом и анодом фотоэлемента прекратится эмиссия электронов с поверхности калия, если освещать катод излучением с λ=0,4 мкм?

Вариант № 14

Модуль 5

1. По квадратной рамке со стороной 1 м течет ток, который создает в центре рамки магнитное поле напряженностью 2,25 А/м. Определить силу тока в рамке.

2. Найти кинетическую энергию протона, движущеюся по дуге окружности радиусом 60 см в магнитном поле, индукция которого равна 1 Тл. q=|e|=1,6·10^-19 Кл, m=9,1·10^-31 кг.

3. Горизонтальный стержень длиной 1 м вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через один из его концов. Ось вращения параллельна силовым линиям магнитного поля, индукция которого равна 50 мкТл. При каком числе оборотов в секунду разность потенциалов на концах стержня будет равна 1 мВ?

4. Как будет вести себя рамка с током? Величина и направление .

5. Как взаимодействуют ветки с током?

6. Определить направление тока самоиндукции через лампы 1 и 2 при замыкании ключа.

7. Вывод закона электромагнитной индукции.

Модуль 6

1. Эффект Доплера для звуковых волн.

2. Начальная фаза гармонического колебания равна нулю. Через какую долю периода скорость точки будет равна половине ее максимальной скорости?

3. Найти энергию колеблющейся частицы массой 10^-2 г если частота колебания 500 Гц, а амплитуда 2 мм.

4. Найти скорость звука в водороде и углекислом газе, если известно, что скорость звука в воздухе тех же этом условиях равна 332 м/с.

5. Колебательный контур содержит конденсатор емкостью С=8 пФ и катушку индуктивностью L=0.5мГ. Каково максимальное напряжение U_max на обкладках конденсатора, если максимальная сила тока I_max =40 мА?

6. Чему равно отношение энергии магнитного поля колебательного контура к энергии его электрического поля для момента времени с?

Модуль 7

1. Двойное лучепреломление.

2. На пленку падает нормально белый свет. При какой наименьшей толщине пленки она будет видна синей (λ_син=450 нм) в отраженном свете? n_пл=1,3

3. Определите длину волны монохроматического света, если угол между направлениями лучей, дающих максимум освещенности второго порядка справа и слева от центра дифракционной картины равен 60⁰. Период решетки 2 мкм.

4. Найдите угол полной поляризации при отражении света от черного зеркала. Показатель преломления зеркала n=1,327.

5. На какую длину волны приходится максимум излучения абсолютно черного тела, если температура этого тела равна 0⁰С? В какой области спектра электромагнитных волн лежит максимум излучения? Чему равна его спектральная плотность излучательности?

6. Красная граница фотоэффекта для рубидия равна 0,54 мкм. Определите работу выхода электронов из рубидия и их наибольшую скорость при освещении поверхности этого металла светом с λ=400 нм.

Вариант № 15

Модуль 5

1. Обмотка тангенс - гальванометра имеет форму кольца диаметром 32 см с 10 витками. Помещенная в центр катушки магнитная стрелка отклонилась на угол 45⁰. Какой ток идет по обмотке? Горизонтальную составляющую магнитного поля Земли принять равной 16 А/м.

2. Протон и электрон, двигаясь с одинаковой скоростью, попадают в однородное магнитное поле. Во сколько раз радиус кривизны траектории протона больше радиуса кривизны траектории электрона? q=|e|, m_р=1,6·10^-27 кг, m_е=9,1·10^-31 кг.

3. Обмотка соленоида имеет сопротивление 15 Ом. Какова его индуктивность, если при прохождении тока за 10 мс в нем выделяется количество теплоты, эквивалентное энергии магнитного поля?

4. Определить результирующий вектор в точке М.

5. Определить направление вращения рамки. Как определяется вращающий момент?

6. Определить направление индукционного тока во втором контуре.

7. Вращение рамки в магнитном поле.

Модуль 6

1. Волновое уравнение. Скорость электромагнитных волн.

2. Через сколько времени от начала движения точка, совершающая гармоническое колебание, сместится от положения равновесия на половину амплитуды? Период колебаний равен 24 с, начальная фаза равна нулю.

3. Складывается два гармонических колебания одного направления с одинаковыми периодами Т=1,5 с и амплитудами А=2 см. Начальные фазы колебаний и .

Определить амплитуду А и начальную фазу φ результирующего колебания. Написать его уравнение и построить с соблюдением масштаба векторную диаграмму сложения амплитуд

4. Определить изменение частоты, происходящее вследствие эффекта Доплера, если рабочая частота гидролокатора 3·10⁴ Гц, скорость корабля, несущего гидролокатор, 15 уз, а скорость наблюдаемого объект 6 уз. Корабли идут встречными курсами. Скорость звука в воде принять равной 1500м/с.

Определить период электромагнитных колебаний контура в первом и втором случаях. Рассчитать длины излучаемых волн С=400 пФ; L=7 мкГ.

6. Мощность точечного источника звуковых волн N=10Вт. Какова объемная плотность ω энергии на расстоянии r=10 м от источника волн? Температура воздуха Т=250 К; энергия распространяется во все стороны равномерно.

Модуль 7

1. Тепловое излучение и его характеристики. Закон Кирхгофа.

2. В опыте Юнга расстояние между отверстиями равно 0,5 мм, а расстояние от пластинки с отверстиями до экрана равно 5 м. При освещении отверстий зеленым светом интерференционные полосы видны на расстоянии 5 мм друг от друга. Определите длину волны зеленого света.

3. Дифракционная решетка освещается монохроматическим светом, падающим нормально. Максимум 2-го порядка наблюдается под углом 14⁰. Под каким углом будет виден максимум 3-го порядка?

4. Под каким углом к горизонту должно находится Солнце, чтобы поляризация солнечного света, отраженного от поверхности воды в озере, была полной? n_Н2О=1,33.

5. Максимум излучения абсолютно черного тела приходится на длину волны 0,58 мкм. Определите поток излучения, испускаемый этим телом, если площадь его поверхности равна 4см².

6. Какова максимальная скорость электронов, вылетающих с поверхности цезия под действием излучения с λ=360 нм? Работа выхода для цезия равна 1,97 эВ.

Вариант № 16

Модуль 5

1. Из проволоки длиной 1 м сделана квадратная рамка. По рамке течет ток 10 А. Найти индукцию магнитного поля в центре рамки. μ₀=4π·10^-7 Гн/м.

2. Катушка гальванометра, состоящая из 400 витков проволоки, намотанной на прямоугольный каркас длиной 3 см и шириной 2 см, подвешена на нити в магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Найти вращающий момент, действующий на катушку гальванометра, если плоскость катушки составляет угол 60⁰ с направлением индукции.

3. Проводник длиной 0,1 м может без трения скользить по двум проводящим параллельным рейкам, соединенным сопротивлением 0,1 Ом в однородном магнитном поле, индукция которого 50 Тл перпендикулярна плоскости реек. Какую силу надо приложить к проводнику, чтобы он двигался равномерно со скоростью 1 м/с.

4. Определить в точке М, если I₁=2I₂.

5. Определить величину и направление.

6. Первый виток перемещается вверх. Определить направление тока взаимной индукции во втором витке.

7. Явление самоиндукции. Индуктивность.

Модуль 6

1. Энергия и импульс электромагнитных волн. Вектор Умова – Пойнтинга

2. Написать уравнение гармонического колебательного движения, если начальная фаза колебаний равен: 1) 0; 2) ; 3) π; 4) ; 5)2π. Амплитуда колебаний 5 см и период колебаний 8с. Начертить график колебаний во всех этих случаях.

3. Материальная точка массой 20 г колеблется с периодом 0,5 с и амплитудой 2 см. определить полную энергию колебаний точки.

4. Источник звука излучает сигнал частотой 400 Гц. Какова частота колебаний, воспринимаемых наблюдателем, когда приемник, 1) приближается к источнику звука со скоростью 40 м/с; 2) удаляется с той же скоростью? Скорость звука принять равной 340 м/с.

5. Конденсатор емкостью С=500 пФ соединен параллельно с катушкой длиной l =40 см и сечением S=5 см², содержащей N=1000 витков. Сердечник немагнитный. Найти период Т колебаний.

Модуль 7

1. Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. Законы Стефана-Больцмана и Вина.

2. Могут ли интерферировать волны с периодами Т₁=Т₂=2,4 с, если разность их фаз равна φ₂‑φ₁=π+at²? Ответ объясните.

3. На узкую щель падает нормально монохроматический свет. Угол отклонения лучей, соответствующий 3-й темной полосе в дифракционной картине равен 2⁰. Во сколько раз ширина щели больше длины волны падающего света?

4. Луч света, идущий в воздухе, падает на поверхность жидкости под углом 30⁰. Определите угол преломления луча, если отраженный свет полностью свет полностью поляризован.

5. Найдите температуру плавильной печи, если известно, что из отверстия в нем размером 6,1 см² излучается за секунду 34,6 Дж. Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.

6. Определите красную границу фотоэффекта для серебра, если работа выхода для этого металла равна 4,74 эВ.

Вариант № 17

Модуль 5

1. Два круговых витка расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, так что центры их совпадают. Радиус каждого витка 2 см и токи по 5 А. Найти индукцию магнитного поля в центре этих витков. μ₀=4π·10^-7 Гн/м.

2. На фотографии, полученной в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле, траектория электрона представляет собой дугу окружности радиусом 10 см. Индукция магнитного поля 10 мТл. Найти энергию электрона. q=|e|=1,6·10^-27 кг, m=9,1·10^-31 кг.

3. Из какого числа витков состоит однослойная обмотка катушки, индуктивность которой 1 мГн? Диаметр катушки 4 см, диаметр проволоки 0,6 мм. Витки плотно прилегают друг у другу.

4. Определить в точке М.

5. Определить величину и направление силы Ампера.

6. Определить направление индукционного тока во второй катушке.

7. Явление взаимной самоиндукции.

Модуль 6

1. Эффект Доплера для электромагнитных волн.

2. Через сколько времени от начала движения точка, совершающая колебательное движение по уравнению х=7sin 0.5 π t, проходит путь от положения равновесия до максимального смещения?

3. Материальная точка участвует в двух колебаниях, происходящих по одной прямой и выражаемых уравнениями х₁=sin t см; х₂=2cos t см. Найти амплитуду А результирующего колебания, его частоту v и начальную фазу φ. Написать уравнение движения.

4. Чему равен показатель преломления звуковых волн на границе воздух-стекло? Модуль Юнга для стекла равен 6,9·10¹⁰ Н/м², плотность стекла 2,6 г/см³, температура воздуха 20⁰С.

5. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L=20 мк Г и конденсатора емкостью С=80 нФ. Величина емкости может отклоняться от указанного значения на 2%. Вычислить, в каких пределах может изменяться длина волны, на которую резонирует контур.

6. Контур состоит из катушки индуктивностью 30000 см и сопротивлением 1 Ом и из конденсатора емкостью 2000 см. Какую мощность должен потреблять, чтобы в нем поддерживались незатухающие колебания, при которых максимальное напряжение на конденсаторе равно 0,5 В?

Модуль 7

1. Квантовая природа излучения. Закон излучения Планка.

2. Геометрическая разность хода двух лучей света в воде равна 0,1 мм. Чему равна их оптическая разность хода? n_Н2О=1,33.

3. На щель шириной 2·10^-6 м падает нормально монохроматический свет с длиной волны λ=5,89·10^-7 м. найдите углы, под которыми будут наблюдаться минимумы освещенности.

4. Уголок полной поляризации при отражении света от стекла равен 56⁰. Определите скорость распространения света в этом стекле.

5. Определите, какое количество энергии излучает абсолютно черное тело за 1 секунду с поверхности 1 см², если известно, что длина волны, на которую приходится максимум излучательности, равна 484 нм.

6. На поверхность серебряной пластинки падают ультрафиолетовые лучи с λ=0,3 мкм. Работа выхода электронов из серебра равна 4,7 эВ. Будет ли иметь место фотоэффект?

Вариант № 18

Модуль 5

1. По двум длинным прямым проводам, находящимся на расстоянии 0,3 м друг от друга, текут в одном направлении токи 5 А и 3 А. На каком расстоянии от первого провода на линии, соединяющей провода, индукция магнитного поля равна нулю? μ₀=4π·10^-7 Гн/м.

2. Алюминиевый провод площадью сечения 1 мм² подвешен в горизонтальной плоскости перпендикулярно магнитному меридиану. По нему течет ток 1,6 А. Какую долю от веса провода составляет сила, действующая на него со стороны земного магнитного поля? На сколько уменьшится вес 1 м провода вследствие этой силы? Н_г=16,2 А/м. _al =2700 кг/м³.

3. Сколько витков должна иметь катушка, находящаяся в переменном магнитном поле, чтобы в ней создавалась э.д.с. индукции, равная 100 В? Диаметр катушки, 20 см. Индукция магнитного поля изменяется за 50 мс от 0 до 0,5 Тл.

4. Определить в точке М.

5. Определить величину и направление силы Лоренца.

6. Определить направление тока самоиндукции при размыкании цепи.

7. Энергия магнитного поля.

Модуль 6

1. Гармонические колебания и их характеристики.

2. Точка участвует в двух колебаниях одинакового периода с одинаковыми начальными фазами. Амплитуда колебаний А₁=3 см и А₂=4 см. найти амплитуду результирующего колебания, если: 1) колебания совершаются в одном направлении, 2) колебания взаимно перпендикулярны.

3. Полная энергия тела, совершающего гармоническое колебательное движение, равна 3·10^-5Дж, максимальная сила, действующая на тело, равна 1,5·10^-3Н. Написать уравнение движения этого тела, если период колебаний равен 2 с и начальная фаза 60⁰.

4. От источника колебаний распространяются волны вдоль прямой линии. Амплитуда колебаний А=10 см. Как велико смещение точки, удаленной от источника на ¾ длины волны в момент, когда от начала колебаний источника прошло время t=0.9 период колебаний?

5. Катушка (без сердечника) длиной l =50 см и сечением S₁=3см² имеет N=1000 витков и соединена параллельно с конденсатором. Конденсатор состоит из двух пластин площадью S₂=75см² каждая. Расстояние между пластинами d=5мм, диэлектрик – воздух. Определить период Т колебаний контура.

6. Уединенный колебательный контур, состоящий из индуктивности и емкости С=650пФ, имеет период колебаний Т=65нс. Найти энергию контура в момент времени, когда ток в катушке достигает максимальной величины I_max=0,4А.

Модуль 7

1. Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна. Закон фотоэффекта.

2. Светлой или темной будет видна в проходящем свете тонкая пленка, если ее толщина равна λ/3?

3. Сколько штрихов на 1 мм должна иметь дифр. решетка, чтобы углу наблюдения 90⁰ соответствовал максимум 5-го порядка для лучей света с λ=0,5 мкм, падающих на решетку нормально?

4. Определите показатель преломления кристалла, если при отражении сета от его поверхности отраженный луч будет полностью поляризован при угле скольжения 30⁰.

5. Мощность излучения абсолютно черного тела равна 10 кВт. Найдите площадь излучающей поверхности, если известно, что длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности излучательности, равна 700 нм.

6. Определите длину волны света, при освещении которым поверхность никеля фотоэлектроны будут иметь скорость 3 Мм/с?

Вариант № 19

Модуль 5

1. Бесконечно длинный тонкий провод с током 5 А имеет изгиб (плоскую петлю) радиусом 10 см. определить индукцию магнитного поля, создаваемого этим током в т.О. μ₀=4π·10^-7 Гн/м.

2. Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью 1Мм/с. Индукция магнитного поля 0,3 Тл. Радиус окружности 4 см. Найти заряд частицы, если ее энергия 12 кэВ.. (1эВ=1,6·10^-19 Дж).

3. Однородное магнитное поле, объемная плотность энергии которого 0,4 Дж/м³, действует на проводник, расположенный перпендикулярно линиям индукции, силой 10 мН на 1 см его длины. Определить силу тока в проводнике.

4. Определить в точке М.

5. Как будет вести себя контур в магнитном поле?

6. Определить направление индукционного тока во вторичной обмотке.

7. Ток смещения. Второе уравнение Максвелла.

Модуль 6

1. Собственные механические гармонические колебания. Энергия колебаний.

2. Точка совершает гармонические колебания с амплитудой А=10 см и периодом Т=2 с. Написать уравнение этих колебаний, считая, что при t=0 смещение, х=0. Определить также фазу φ для двух моментов времени: 1) когда смещение точки х=6 см; 2) когда скорость точки υ=10 см/с.

3. Поезд проходит мимо станции со скоростью υ=40 м/с. Частота тона гудка электровоза v=300Гц. Какова кажущаяся частота тона для человека, стоящего на платформе, когда поезд приближается? Когда он удаляется? Скорость звука принять равной 330м/с.

4. Какова скорость распределения продольных звуковых волн в стали?

Расстояние между двумя соседними пучностями стоячей электромагнитной волны (в лехеровской системе) при проводах, опущенных в спирт, равно 40см. Определить частоту колебаний. Относительная диэлектрическая проницаемость спирта равна 26.

6. Найти численное значение вектора Умова - Пойтинга для потока электрического излучения, если известно, что на площадь в 5 дм² в течение часа падает поток энергии, равный 5·10⁴Дж.

Модуль 7

1. Эффект Комптона.

2. На мыльную пленку с показателем преломления 1,33 падает нормально монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. Отраженный свет в результате интерференции имеет максимальную яркость. Какова наименьшая возможная толщина пленки?

3. Постоянная дифракционная решетки в 5 раз больше длины волны света, падающего нормально на решетку. Определите угол между первыми дифракционными максимумами слева и справа.

4. Угол между оптическими осями поляризатора и анализатора равен 60⁰. Естественный свет, проходящий через эту систему, ослабляется в 10 раз. Определите коэффициент поглощения света в этих поляроидах.

5. При нагревании абсолютно черного тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности излучательности, уменьшилась от 690 нм до 500 нм. Во сколько раз при этом увеличилась излучательность?

6. Поверхность калия освещается монохроматическим светом с λ=509 нм. Работа выхода для калия равна 2 эВ. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов.

Вариант № 20

Модуль 5

1. Расстояние между двумя длинными параллельными проводами равно 5 см. По проводам текут токи по 3 А в одном направлении. Найти напряженность магнитного поля в точке, находящейся на расстоянии 4 см от одного и 3 см от другого провода.

2. Из проволоки длиной 20 см сделаны контуры: 1) квадратный и 2) круговой. Найти вращающий момент сил, действующий на каждый контур, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. По контурам течет ток 2 А.. Плоскость каждого контура составляет угол 45⁰ с направлением магнитного поля.

3. Перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля с индукцией 0,1 мТл по двум || проводникам движется перемычка длиной 20 см. при замыкании цепи, содержащей перемычку, в ней идет ток 10 мА. Определить скорость движения перемычки. Сопротивление цепи 0,1 Ом.

4. Определить величину и направление (индукции магнитного поля) в токе А.

5. Как деформируется рамка с током в магнитном поле с индукцией ?

6. Каким будет направление индукционного тока? Обосновать ответ.

7. Уравнения Максвелла. Электромагнитное поле.

Модуль 6

1. Гармонический осциллятор. Маятники.

2. Найти амплитуду А, период Т, частоту v и начальную фазу φ₀ колебания, заданного уравнением см.

3. Складываются два взаимно перпендикулярных колебания, выражаемых уравнениями х=2sinπt см; у=cosπ(t+0.5) см. Найти уравнение траектории и построить ее на чертеже, показав направление движения точки.

4. Мимо неподвижного электровоза, гудок которого дает сигнал частотой v=300 Гц, проезжает поезд со скоростью υ=40 м/с. Какова кажущаяся частота тона для пассажира, когда поезд приближается к электровозу? Когда удаляется от него? υ_зв=340м/с

5. Колебательный контур состоит из параллельно соединенных конденсатора емкостью С=1 мкф и катушки с индуктивностью L=1 мГн. Сопротивление контура ничтожно мало. Найти частоту v колебаний.

С пФ	Т,нс	I_max,A
660	66	0,4

Модуль 7

1. Давление света.

2. Во сколько раз изменится ширина светлых полос в опыте Юнга, если отверстия освещать не зеленым (λ_зел=0,5 мкм), а фиолетовым (λ_ф=0,4 мкм) светом?

3. На щель шириной 0,05 мм падает нормально монохроматический свет с λ=0,6 мкм. Определите углы наблюдения 4-ой темной и 4-ой светлой полос дифракционной картине.

4. Найдите показатель преломления стекла, если при отражении от него света отраженный луч будет полностью поляризован при угле преломления 30⁰.

5. При переходе от Т₁ к Т₂ площадь, ограниченная графиком распределения спектральной плотности излучательности, увеличивается в 16 раз. Как при этом изменится длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности излучательности абсолютно черного тела?

6. Какова должна быть длина волны ультрафиолетовых лучей, падающих на поверхность некоторого металла, чтобы скорость фотоэлектронов была равна 10 Мм/с? Работой выхода пренебречь.