Файл: Н. А. Кравцова методические указания и контрольные задания для студентов заочного обучения.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.02.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
(1)
Потокосцепление, в свою очередь, может быть определено через поток Ф и число витков N (при условии, что витки плотно прилегают друг к другу):
(2)
Из формул (1) и (2) находим индуктивность соленоида:
(3)
Энергия магнитного поля соленоида W = 1/2LI2.
Выразив L согласно (3), получим
(4)
Подставим в формулы (3) и (4) значения физических величин и произведем вычисления:
Гн = 1,8
10-3 Гн = 1,8 мГн;
W = 1/2 1,2 103 6 10-6 4 Дж = 1,44 10-2 Дж = 14,4 мДж.
3. ОПТИКА. ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ, ФИЗИКИ АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА
3.1. Основные формулы
Скорость света в среде:
где
– скорость света в вакууме; 
– показатель преломления среды.
Оптическая длина пути луча света:
где
– геометрическая длина пути луча в среде с показателем преломления .
Оптическая разность хода двух лучей:
Зависимость оптической разности фаз от оптической разности хода:
где
– длина световой волны.
Условие максимального усиления света при интерференции:
где
– порядок спектра.
Условие максимального ослабления света при интерференции:
Условие максимума при дифракции на дифракционной решетке
где
– период дифракционной решетки.
Закон Брюстера:
где
– угол падения, при котором отразившийся от диэлектрика луч полностью поляризован (угол Брюстера); 
– относительный показатель преломления второй среды относительно первой.
Закон Малюса:
где
– интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор;
– интенсивность этого света после анализатора; 
– угол между направлением колебаний электрического вектора волны, падающей на анализатор и плоскостью пропускания анализатора (если колебания электрического вектора падающей волны совпадают с этой плоскостью, то анализатор пропускает данный свет без ослаблений).
Взаимосвязь массы релятивистской частицы с её энергией
Полная энергия свободной частицы:
где
– энергия покоя, 
- кинетическая энергия релятивистской частицы.
Связь полной энергии с импульсом релятивистской частицы:
Закон Стефана-Больцмана:
где
– энергетическая светимость (излучательность) абсолютно черного тела; 
– постоянная Стефана-Больцмана; – термодинамическая температура.
Закон смещения Вина:
где
– длина волны, на которую приходится максимум энергии излучения; 
– постоянная смещения Вина.
Энергия фотона:
где
- постоянная Планка, 
; 
– частота фотона; 
– циклическая частота.
Масса фотона:
где – скорость света в вакууме; – длина волны фотона.
Импульс фотона:
Формула Эйнштейна для фотоэффекта
где
– энергия фотона, падающего на поверхность металла; А – работа выхода электрона; Т – кинетическая энергия фотоэлектрона.
Красная граница фотоэффекта:
где
– минимальная частота света, при которой еще возможен фотоэффект; 
– максимальная длина волны света, при которой еще возможен фотоэффект; h – постоянная Планка; c – скорость света в вакууме.
Формула Комптона:
где – длина волны фотона, встретившегося со свободным или слабо связанным электроном; 
– длина волны фотона, рассеянного на угол 
после столкновения с электроном; m0 – масса покоящегося электрона.
Комптоновская длина волны:
Давление света при нормальном падении на поверхность:
где E – облученность поверхности;
– объемная плотность лучистой энергии; 
– коэффициент отражения света поверхностью.
Боровская теория водородоподобного атома. Момент импульса электрона (условие квантования орбит)
где m – масса электрона;
– скорость электрона на n-й орбите; 
– радиус n-ой стационарной орбиты; 
– постоянная Планка; n – главное квантовое число (n = 1, 2, 3, ...).
Радиус n-й стационарной орбиты
где
– первый боровский радиус.
Энергия электрона в атоме водорода
где
– энергия ионизации атома водорода.
Энергия, излучаемая или поглощаемая атомом водорода,
или
где n1 и n2 - квантовые числа, соответствующие энергетическим уровням, между которыми совершается переход электрона в атоме.
Волновые свойства частиц. Длина волны де Бройля
Соотношение неопределенностей:
а) для координаты и импульса
где
- неопределенность проекции импульса на ось X, 
- неопределенность координаты;
б) (для энергии и времени),
где
- неопределенность энергии; 
- время жизни квантовой системы в данном энергетическом состоянии.
Атомное ядро. Радиоактивность. Массовое число ядра (число нуклонов в ядре)
где Z — зарядовое число (число протонов); N — число нейтронов.
Закон радиоактивного распада
Потокосцепление, в свою очередь, может быть определено через поток Ф и число витков N (при условии, что витки плотно прилегают друг к другу):
(2)Из формул (1) и (2) находим индуктивность соленоида:
(3)Энергия магнитного поля соленоида W = 1/2LI2.
Выразив L согласно (3), получим
(4)Подставим в формулы (3) и (4) значения физических величин и произведем вычисления:
Гн = 1,8 10-3 Гн = 1,8 мГн;W = 1/2
1,2 103 6 10-6 4 Дж = 1,44 10-2 Дж = 14,4 мДж.
3. ОПТИКА. ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ, ФИЗИКИ АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА
3.1. Основные формулы
Скорость света в среде:
где
– скорость света в вакууме; – показатель преломления среды.Оптическая длина пути луча света:
где
– геометрическая длина пути луча в среде с показателем преломления .Оптическая разность хода двух лучей:
Зависимость оптической разности фаз от оптической разности хода:
где
– длина световой волны.Условие максимального усиления света при интерференции:
где
– порядок спектра.Условие максимального ослабления света при интерференции:
Условие максимума при дифракции на дифракционной решетке
где
– период дифракционной решетки.Закон Брюстера:
где
– угол падения, при котором отразившийся от диэлектрика луч полностью поляризован (угол Брюстера); – относительный показатель преломления второй среды относительно первой.Закон Малюса:
где
– интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор;
– интенсивность этого света после анализатора; – угол между направлением колебаний электрического вектора волны, падающей на анализатор и плоскостью пропускания анализатора (если колебания электрического вектора падающей волны совпадают с этой плоскостью, то анализатор пропускает данный свет без ослаблений).Взаимосвязь массы релятивистской частицы с её энергией
Полная энергия свободной частицы:
где
– энергия покоя, - кинетическая энергия релятивистской частицы.Связь полной энергии с импульсом релятивистской частицы:
Закон Стефана-Больцмана:
где
– энергетическая светимость (излучательность) абсолютно черного тела; – постоянная Стефана-Больцмана; – термодинамическая температура.Закон смещения Вина:
где
– длина волны, на которую приходится максимум энергии излучения; – постоянная смещения Вина.Энергия фотона:
где
- постоянная Планка, ; – частота фотона; – циклическая частота.Масса фотона:
где
– скорость света в вакууме; – длина волны фотона.Импульс фотона:
Формула Эйнштейна для фотоэффекта
где
– энергия фотона, падающего на поверхность металла; А – работа выхода электрона; Т – кинетическая энергия фотоэлектрона.Красная граница фотоэффекта:
где
– минимальная частота света, при которой еще возможен фотоэффект; – максимальная длина волны света, при которой еще возможен фотоэффект; h – постоянная Планка; c – скорость света в вакууме.Формула Комптона:
где
– длина волны фотона, встретившегося со свободным или слабо связанным электроном; – длина волны фотона, рассеянного на угол после столкновения с электроном; m0 – масса покоящегося электрона.Комптоновская длина волны:
Давление света при нормальном падении на поверхность:
где E – облученность поверхности;
– объемная плотность лучистой энергии; – коэффициент отражения света поверхностью.Боровская теория водородоподобного атома. Момент импульса электрона (условие квантования орбит)
где m – масса электрона;
– скорость электрона на n-й орбите; – радиус n-ой стационарной орбиты; – постоянная Планка; n – главное квантовое число (n = 1, 2, 3, ...).Радиус n-й стационарной орбиты
где
– первый боровский радиус.Энергия электрона в атоме водорода
где
– энергия ионизации атома водорода.Энергия, излучаемая или поглощаемая атомом водорода,
или
где n1 и n2 - квантовые числа, соответствующие энергетическим уровням, между которыми совершается переход электрона в атоме.
Волновые свойства частиц. Длина волны де Бройля
Соотношение неопределенностей:
а) для координаты и импульса
где
- неопределенность проекции импульса на ось X, - неопределенность координаты;б) (для энергии и времени),
где
- неопределенность энергии; - время жизни квантовой системы в данном энергетическом состоянии.Атомное ядро. Радиоактивность. Массовое число ядра (число нуклонов в ядре)
где Z — зарядовое число (число протонов); N — число нейтронов.
Закон радиоактивного распада
