Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
РЕШЕНИЕ. Расстояние между частицами будет минимальным, когда их относительные скорости, т.е ⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4
Расстояние между частицами будет минимальным, когда их относительные скорости, т.е. скорости сближения станут равны нулю.В этом случае они будут двигаться с одинаковыми скоростями. По закону сохранения импульса , По закону сохранения энергии , , Тогда получим , Отсюда , где – электрическая постоянная. Проверка размерности: . Ответ: .
Задача №4 Тонкий провод в виде кольца массой г свободно подвешен на неупругой нити в однородном магнитном поле. По кольцу течет ток силой i =6 А. Период Т малых крутильных колебаний относительно вертикальной оси равен 2, 2 с. Найти индукцию В магнитного поля.
РЕШЕНИЕ: Контур с током обладает магнитным моментом, вектор которого в состоянии устойчивого равновесия совпадает c направлением внешнего магнитного поля. Если же вектор магнитного момента не совпадает с вектором , На контур с током в магнитном поле действует момент силы , где - магнитный момент кольца Запишем уравнение динамики вращательного: , (1) где – момент инерции кольца относительности оси, лежащей в плоскости кольца и проходящей через его центр; – угловое ускорение, N - возвращающий механический момент, равный (при малых углах ); . Тогда уравнение (1) примет вид: ; ; Таким образом, мы получаем уравнение динамики гармонических колебаний для которых циклическая частота . Учитывая связь периода колебаний и частоты, имеем: . Отсюда , следовательно, . Проверка размерности: . Расчет: (Tл) Ответ: .
Задача №5 На дифракционную решетку нормально к ее поверхности падает монохроматический свет. Постоянная дифракционной решетки в n = 4, 6 раза больше длины световой волны. Найти общее число m дифракционных максимумов, которое теоретически возможно наблюдать в данном случае.
РЕШЕНИЕ:
По условию максимумов для дифракционной решетки , (1) где k = 0, 1, 2, …. Модуль не может превысить единицу. Поэтому из формулы (1) вытекает, что наибольший порядок наблюдаемого максимума k max должен быть меньше отношения периода решетки d к длине волны λ, т.е. ; Проверим размерность: Расчет: Округляем до ближайшего слева целого числа, тогда Общее количество максимумов будет равно сумме центрального максимума и числа максимумов справа и слева от центрального: . Ответ: 9 максимумов. Задача №6 Параллельный пучок электронов, ускоренный напряжением 30 В, падает нормально на экран, в котором имеется щель шириной . За экраном, на расстоянии 0, 1 м от него параллельно щели перемещается детектор очень малых размеров. Какова примерно ширина области, в которой детектор зарегистрирует электроны?
РЕШЕНИЕ: Электрическое поле, совершая работу, равную , сообщает электрону кинетическую энергию . Энергия покоя электрона . Так как для кинетической энергии электрона можно использовать классическую формулу , где p – импульс электрона. Отсюда: Движущийся электрон, как и любая другая микрочастица, обладает волновыми свойствами. Длина волны де Бройля для электрона имеет вид , (1) где h – постоянная Планка. Пучок электронов испытывает дифракцию на щели. Наиболее вероятная область локализации электрона может быть отнесена к центральному максимуму дифракционной картины, граница которого определится условием минимума первого порядка
. (2) Подставим (1) в (2) и выразим (3) Из рисунка видно, что (4) полагая ввиду малости углов и подставляя (3) в (4) получим Проверка размерности: . Расчет: (м) = 7 (мм). Ответ: = 7мм.
Используемая литература: 1. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 3 т. [Текст]: Учебное пособие / И. В. Савельев.– Изд.5-е, стереотип. – СПб.: Изд-во “Лань”, 2006, Т.1- 496 с. – (Механика, колебания и волны, молекулярная физика). 2. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 3 т. [Текст]: Учебное пособие / И. В. Савельев.– Изд.5-е, стереотип. – СПб.: Изд-во “Лань”, 2006, Т.2. - 496 с.- (Электричество и магнетизм. Волны. Оптика). 3. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 3 [Текст]: Учебное пособие / И. В. Савельев. – Изд.5-е, стереотип. – СПб.: Изд-во “Лань”, 2006, т. - 2-е изд., испр. - М.: Наука, 1982. Т.3 - 304 с. (Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц)
|