Учащиеся- заочники 12 класса должны сдать в соответствии

Учащиеся- заочники 12 класса должны сдать по физике в соответствии программой
5 зачетов:
Зачет №1. «Электродинамика».
Зачет №2. «Колебания и волны».
Зачет №3. «Оптика».
Зачет №4. «Основы специальной теории относительности». «Квантовая физика».
Зачет №5. «Физика атома и атомного ядра».
Указания учащимся.
Задания должны помочь вам самостоятельно изучить программный материал и приобрести
навыки самообразования.
При работе с заданиями рекомендуется придерживаться следующего порядка:
1. Внимательно прочитайте параграф целиком, чтобы понять его содержание. При
повторном чтении руководствуйтесь указаниями к учебнику, в которых даны советы,
что следует повторить, на что обратить внимание при чтении текста, на какие
вопросы ответить, какие решить задачи.
2. Для лучшего усвоения и запоминания материала по ходу изучения в своей рабочей
3. тетради записывайте основные выводы, формулировки законов, примеры решения
задач. Ответьте на вопросы в конце параграфов учебника.
4. При выполнении зачетной работы используйте образцы решения задач, приводимые в
«Заданиях». Если возникнут затруднения, необходимо на индивидуальной
консультации обратиться за разъяснением к учителю. Необходимые справочные
сведения о значениях физических величин можно найти в приложении и в задачнике.
5. На зачете вы должны уметь «защитить» зачетную работу: ответить на теоретические
вопросы, объяснить решение задачи, показать применение физики в технике и на
производстве.
Зачет №1. «Электродинамика».
1. Следует знать, что такое взаимодействие токов, основные свойства магнитного поля.
Что означает понятие «вектор магнитной индукции», «Сила Ампера», «Сила
Лоренца»? Сформулируйте «правило левой руки», «правило правой руки», «правило
буравчика»? Что такое «магнитный поток», «электромагнитная индукция», «закон
электромагнитной индукции», «самоиндукция», «индуктивность контура», «энергия
магнитного поля»?
2. Ответьте на вопрос: « Как осуществляется запись информации в ЭВМ?»
3. Как определяется направление индукционного тока?
4. № 1239( Тульчинский М. Е.) В 1822 г. физик Араго заметил, что колеблющаяся
около положения равновесия магнитная стрелка быстро останавливается, если она
находится в футляре из меди, тогда как без медного футляра ее качания долго не
прекращаются. Объясните явление.
5. №1252. Объясните явления, описанные Э. Х. Ленцем: «Искра при открытии цепи
является тогда, когда употребляют для закрытия длинную проволоку, нежели
короткую, хотя самый ток в первом случае бывает слабее по причине худой
проводимости длинной проволоки. Искра при открытии цепи будет сильнее, когда
длинную соединительную проволоку наматывают на цилиндр в виде спирали, а еще
сильнее, когда цилиндр будет Железной».
6. №1267. В поэме «О природе вещей» древнеримский философ Лукреций Кар пишет:
«Видеть случилось мне как прыгают в медных сосудах самофракийские кольца с
железа опилками вместе, бурно бушуя, когда под сосудом камень магнитный, словно
скорей убежать они жаждут от этого камня». Как объяснить описанное здесь явление?
Будет ли оно происходить, если сосуд взять железный?
Примеры решения задач.
1.Вихревое электрическое поле.
№1207(Т). Почему иногда недалеко от места удара молнии могут расплавиться
предохранители в осветительной сети и повредиться чувствительные
электроизмерительные приборы?
Ответ: Магнитное поле молнии индуцирует в проводниках электроизмерительных
приборов сильные направленные токи, которые повреждают приборы. Эти же токи
плавят предохранители в осветительной сети.
№1243(Т). Верно ли утверждение, что электромагнит не действует на медную пластинку?
Ответ: Нет. Если по обмотке течет переменный ток, то в медной пластинке
индуцируются токи Фуко, взаимодействующие с токами в обмотке в соответствии
правилом Ленца.
№1273(Т). Основные свойства ферромагнетиков.
С какой целью в сердечники дросселей фильтра выпрямителя вводят воздушный зазор?
Ответ: Воздушный зазор в сердечнике дросселя делают для того, чтобы избежать
магнитного насыщения стали.
Примеры решения задач.
Задача №1. Определите энергию магнитного поля катушки, в которой при токе 7,5А
магнитный поток равен 2,3· 10¯³Вб. Число витков в катушке 120. Как изменится энергия
поля, если сила тока изменится вдвое?
Дано: I=7,5А
¦ Решение:
Ф=2,3 ×10¯³Bб ¦
Энергия магнитного поля катушки W=LI²/2
N=120
_____________________
Магнитный поток в катушке Ф=LI/N
L= ФN/ I/. Подставим это выражение в формулу
W?
энергии магнитного поля. Получим
W=ФN/I ×I²/2=ФNI/2
W =[Bб· А =Гн·A·A=Дж]
W=2,3·10¯³·120·7,5/2=1,035Дж
Ответ: W=1,035 Дж. Если сила тока уменьшится
вдвое, то энергия поля уменьшится в 4 раза.
Задача №2. Катушку с ничтожно малым сопротивлением и индуктивностью 3 Гн
присоединяют к источнику тока с ЭДС 15В и ничтожно малым внутренним
сопротивлением. Через какой промежуток времени сила тока в катушке достигнет 50А?
Дано:  =15В
L=3Гн
I=50А
_____________
t-?
Решение: По закону Ома для полной цепи  =I(R+r), где  - полная ЭДС цепи,
равная в данном случае сумме ЭДС источника и ЭДС самоиндукции, возникающей после
присоединения катушки к источнику, то есть  =  i +  is
 si=–L·  Î/  t
Тогда  =I·(R+r)
По условию задачи сопротивления R и r ничтожно малы, поэтому  i =L·  I/  t
 I/  t =  i/L .Так как скорость изменения силы тока постоянна, то сила тока в цепи :
I=  I/  t·t , тогда t=I·  t/  I=I·L/  i
t=[A·Гн/В=А·B·c/B·A=c]
t=50·3/15=10c
Ответ: t = 10с.
Решить задачи.
№884. Рамка площадью 400 см² помещена в однородное магнитное поле с индукцией
0,1Тл так, что нормаль рамке перпендикулярна линиям индукции. При какой силе тока на
рамку будет действовать вращающий момент 20мН·м?
Ответ: 5А.
№886. Магнитный поток внутри контура, площадь поперечного сечения которого 60см²,
равен 0,3мВб. Найти индукцию поля внутри контура. Поле считать однородным.
Ответ: 50мТл.
№891. С какой силой действует магнитное поле с индукцией 10мТл на проводник, в
котором сила тока 50А, если длина активной части проводника 0,1м? Поле и ток взаимно
перпендикулярны.
Ответ: 50мН.
№902. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В = 4мТл. Найти
период Т обращения электрона.
Ответ: Т=8,9нс.
№918. Найти скорость изменения магнитного потока в соленоиде из 2000 витков при
возбуждении в нем ЭДС индукции 120В.
Ответ: 60мВб/с.
№921. С какой скоростью надо перемещать проводник, длина активной части которого
1м, под углом 60º к линиям индукции магнитного поля, чтобы в проводнике
возбуждалась ЭДС индукции 1В? Индукция магнитного поля равна 0,2Тл.
Ответ: 5,8 м/с.
№925. Найти индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на
2А в течение 0,25с возбуждает ЭДС самоиндукции 20мА.
Ответ: 2,5мГн.
№931. В катушке с индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20А. Какова энергия
магнитного поля этой катушки? Как изменится энергия поля, если сила тока уменьшится
вдвое?
Ответ: 120Дж; уменьшится в 4 раза.
№933. Найти энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10А
возникает магнитный поток 0,5 Вб?
Ответ: 2,5Дж.
При выполнении зачетной работы используйте образцы решения задач, приводимые в
«Заданиях».
На зачете вы должны уметь «защитить» зачетную работу: ответить на теоретические
вопросы, объяснить решение задачи, показать применение физики в технике и на
производстве.
Зачет №2 (ноябрь- декабрь). Тема «Колебание и волны».
1. При изучении периодических колебательных процессов особый интерес
представляют общие признаки, характеризующие повторяемость в движении, а не
положение и скорость колеблющегося тела в любой момент времени. Важно знать
амплитуду, период колебания, то есть величины, характеризующие процесс в целом.
При вынужденных колебаниях надо знать отношение частот вынуждающей силы и
свободных колебаний. Именно оно определяет характер течения процесса.
2. Следует знать: основные характеристики колебательного движения- амплитуда,
период, частота, фаза, резонанс.
3. При изучении раздела «Механические волны» необходимо разобрать такие важные
понятия, как скорость, длина волны, шум, громкость звука, высота звука, тембр звука.
4. В разделе «Электромагнитные колебания» следует знать: а) что называют
электромагнитными колебаниями? Б) в чем состоит различие между свободными и
вынужденными электромагнитными колебаниями?
5. Прочитайте об устройстве и действии колебательного контура. Что такое
колебательный контур? Повторите, от чего зависят энергия электрического поля
конденсатора и энергия магнитного поля катушки с током.
6. Запишите и объясните формулу Томсона.
7. Что называют переменным током и где его применяют? Объясните формулу:
е =  max sin  t.
Начертите график переменного тока. Что такое  ? ? ?  ?
*.Сила тока в цепи изменяется по закону i = 4 sin 100  t ; Определить амплитудное
значение силы тока, частоту и период.
*Прочитайте текст о емкостном, активном и индуктивном сопротивлениях и начертите
цепи. Как зависят эти сопротивления от частоты тока? Запишите формулы индуктивного
и емкостного сопротивлений.
8. Как устроены и действуют генераторы переменного тока? Как в генераторах получают
переменный ток с частотой 50 Гц? Где применяют гидрогенераторы?
9. Объясните устройство и действие трансформатора. Как работает трансформатор в
режиме холостого хода и при нагрузке? Для чего при передаче электроэнергии на
большие расстояния повышают трансформаторами напряжение?
Примеры решения задач.
Задача №1. Материальная точка совершает гармонические колебания с частотой  =20Гц
. Амплитуда колебаний Хo =5см. Напишите уравнение колебаний точки, если начальная
фаза равна нулю.
Решение.
Запишем в общем виде уравнение гармонических колебаний: Х= Хо cos (  t+  ).
Найдем циклическую частоту:   2 ;  =2  ·20=40  ;
Запишем уравнение колебаний для значений Хо= 5см=0,05м и  =40  ;
Х=0,05cos40  t.
Задача №2. Уравнение гармонических колебаний точки Х=0,4 cos  t. Найдите
амплитуду, период, частоту колебаний. Определите смещение точки через 0,5с и 2с после
начала отсчета времени.
Решение.
Уравнение гармонических колебаний запишем в виде: Х= Хо cos  t.
Для нашего случая хо=0,4м;  =  ; Находим частоту колебаний
   /2  =  /2  =0,5 Гц, период Т= 1/  =1/0,5 Гц=2с.
Определим смещение точки через 0,5с и 1с:
Х = 0,4cos  ·0,5=0,4cos90º=0;
X=0,4cos  ·1=0,4ccs180º=-0,4.
Задача №3. Имеется пружина жесткостью k=10 Н/м. Какой массы груз надо прикрепить к
пружине, чтобы сделать секундный маятник?
Решение.
Из формулы для пружинного маятника T=2 
m/k получим m=kT²/4  ².
Находим массу секундного маятника m=10H/м·1c²/4·(3,14)²=0,25 кг.
Задача №4. Совместили два не изменяющихся во времени поля - электрическое и
магнитное. Образовалось ли при этом электромагнитное поле?
Решение. Электрическое поле не образовалось, так как в соответствии теорией
Максвелла эти поля должны быть взаимосвязанными, электрическое переменное поле
порождает переменное магнитное поле и наоборот. В нашем примере существует
совокупность постоянных, не связанных между собой полей.
Задача №5. Образуется ли электромагнитное поле вблизи полярного сияния?
Решение. Полярное сияние образуется потоком неравномерно движущихся заряженных
частиц, которые порождают переменное магнитное поле и связанное с ним переменное
электрическое вихревое поле. То есть вблизи полярного сияния образуется
электромагнитное поле.
Задача №6. Радиопередатчик радиостанции работает на частоте  =5МГц. Чему равна
длина  электромагнитных волн, излучаемых передатчиком? Какие это волны?
Решение. Длина волны  =сТ= с/ ; где с – скорость света. Откуда  =60 м.
Задача №7. Радиостанция «Маяк» работает на волне  =4,44м. На какую электроемкость
должен быть настроен конденсатор приемника, чтобы принимать эту радиостанцию?
Индуктивность катушки приемника равна L=2мкГн.
Решение. Электроемкость конденсатора С определяется из формулы Томсона:
Т= 2 
LC, откуда С=Т²/4  ²L. Период колебаний T=  /  , где  - скорость
радиоволны, т.е. скорость света. Отсюда находим расчетную формулу:
С=  ²/4  ²L  ²;
Подставляем значение величин в единицах СИ:
С= 2,77пФ.
Задача №8. На каком расстоянии находится цель, если сигнал радиолокатора возвратился
через 420мкс?
Решение. Радиолокатор является одновременно передатчиком и приемником сигнала,
поэтому время прохождения радиоволны до цели равно
t=420vrc/2=210 мкс.
Расстояние до цели: S=  ·t=63 км.
Ответьте на вопросы:
1. В чем заключается принцип модуляции и детектирования электромагнитных
колебаний? Начертите схему цепи генератора модулированных колебаний и объясните
ее. Какой вид имеет график модулированных по амплитуде колебаний?
2. Опишите устройство и принцип действия детекторного приемника. Какова роль
приемного колебательного контура и детектора? Как осуществляется настройка
радиоприемника на определенную длину волны?
Решите задачи:
№ 940. Маятник совершил 50 колебаний за 1 мин 40с. Найти период, частоту,
циклическую частоту колебаний.
Ответ: 2с; 0,5 Гц;  (1/с).
№ 943. Уравнение движения гармонического колебания имеет вид: х = 0,02 cos  t.
Построить график зависимости х(t). Найти смещение через 0,25с; через 1,25с. Ответы
пояснить с помощью графика.
Ответ: 1,4см; -1,4см.
№ 947. При фазе  /3 рад смещение было равно 1см. Найти амплитуду колебаний и
смещение при фазе 3  /4 рад.
Ответ:2см; -1,4см.
№ 957. Какое значение получил для ускорения свободного падения учащийся при
выполнении лабораторной работы, если маятник длиной 80см совершил за 3мин 100
колебаний?
Ответ: 9,7 м/с².
№ 961. За одно и то же время один математический маятник делает 50 колебаний, а
второй – 30. Найти их длины, если один из них на 32см короче другого.
Ответ: 18см; 50см.
№ 978. Колебательный контур содержит конденсатор емкостью 800пФ и катушку
индуктивностью 2мкГн. Каков период собственных колебаний контура?
Ответ: 0,25мкс.
№ 984. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С= 400пФ и катушки
индуктивностью L=10МГн. Найти амплитуду силы тока Im, если амплитуда напряжения
Um=500B.
Ответ: 0,1А.
№ 985. Заряд q на пластинах конденсатора колебательного контура изменяется с
течением времени t по закону q=0,000001cos 10 ·10³  t. Записать закон зависимости силы
тока от времени i(t). Найти период и частоту колебаний в контуре, амплитуду колебаний
заряда и амплитуду колебаний силы тока.
Ответ: i=-0,01  sin10·10³  t; 0,2мс; 5кГц; 1мкКл; 31,4мА.
№ 994. Каково значение напряжения через 10,15 и 30мс, если амплитуда напряжения
200В и период 60мс?
Ответ:100В; 0; -200В.
№1007. Напряжение и ток в нагрузке изменяются в зависимости от времени так:
u=Um cos  t, i=Im cos(  t-  /3). Какая это нагрузка: активная, индуктивная или
емкостная?
Ответ: Индуктивная.
№ 1025. Частотный диапазон рояля от 90 до 9000 Гц. Найти диапазон длин звуковых
волн в воздухе.
Зачет №3 (январь-февраль). Тема «Оптика».
« Геометрическая оптика».
1. Следует обратить внимание на следующие законы: а) законы отражения света; б)
законы преломления света; в) полное внутреннее отражение света.
2. Знать правила построения изображения в линзе.
3. При изучении темы «Глаз» обратить особое внимание на следующие понятия:
«аккомодация глаза», «бинокулярное зрение», «угол зрение», «очки», «оптические
приборы».
4. При изучении главы «Волновая оптика» важно усвоить что такое «интерференция
волн», «интерференция света», «дисперсия света», «дифракция света»,
«дифракционная решетка», «поляризация света».
5. Ответьте на вопросы:
1) Какие источники света вы знаете?
2) Перечислите виды спектров.
3) Перечислите свойства инфракрасных, ультрафиолетовых, рентгеновских
лучей. Где применяются электромагнитные излучения?
Примеры решения задач по разделу «Оптика».
Задача №1. Чем объясняется расцветка крыльев стрекоз, жуков и прочих
насекомых?
Ответ: Интерференцией солнечного света в прозрачной пленке, покрывающей
крылья насекомого и имеющей разную толщину в разных местах.
Задача №2. Если, прищурив глаз, смотреть на нить лампочки накаливания, то нить
кажется окаймленной светлыми бликами. Почему?
Ответ: Имеет место дифракция на щели, образованной веками прищуренного
глаза, и на решетке, образованной ресницами.
Задача №3. Почему изображение предмета в воде всегда менее ярко, чем сам
предмет?
Ответ: На границе сред воздух- вода свет частично отражается, частично
преломляется.
Задача №4. Зачем световые сигналы часто делают мигающими?
Ответ: Во- первых, чтобы выделить их среди других сигналов. Во-вторых, чтобы
меньше утомлять глаза: свет, непрерывно падающий на одно и то же место
сетчатки, уменьшает ее чувствительность.
Задача №5. В каком отношении находится величина рентгеновского изображения
к величине предмета?
Ответ: Изображение всегда больше предмета, так как пучок рентгеновских лучей
расходящийся.
Задача №6. Мнимое изображение предмета находится на расстоянии 40см от
линзы. Определите фокусное расстояние и оптическую силу линзы, если d=20см.
Какая это линза?
Решение. Для нахождения фокусного расстояния преобразуем формулу тонкой
линзы 1/d + 1/f=1/F относительно фокусного расстояния F и получим F=fd/f+d. В
эту формулу подставим значения f и d, выразив их в единицах СИ. Так как
изображение мнимое, то f=-40см=0,4м, следовательно, F=(-0,4)·0,2/0,2-0,4=0,4м.
Оптическая сила D=1/F; D=1/0,4=2,5 дптр.
Линза - собирающая, так как оптическая сила положительна.
Задача № 7. При выполнении лабораторной работы по определению длины
световой волны с помощью дифракционной решетки были получены следующие
данные: расстояние от решетки до дифракционной картины на экране равно
a=60см, третий максимум отстоит от центрального на расстоянии b=3,6мм, период
решетки d=0,25мм. Требуется определить длину волны.
Решение. Определим длину световой волны: по формуле  =d sin  /k,где k=3, а
sin  =b/a, так как угол  достаточно мал. Получаем:
 =0,25·10¯³·(0,36/60)/3=0,5мкм=500нм.
Решите следующие задачи:
№ 1086. На какой угол отклонится луч от первоначального направления, упав
под углом 45ºна поверхность стекла? На поверхность алмаза?
Ответ: 19º; 28º.
№ 1096. Мальчик старается попасть палкой в предмет, находящийся на дне ручья
глубиной 40см. На каком расстоянии от предмета палка попадает в дно ручья,
если мальчик, точно нацелившись, двигает палку под углом 45º к поверхности
воды?
№ 1113. Выполняя лабораторную работу, ученик получил четкое изображение
горящей свечи на экране. Каковы фокусное расстояние и оптическая сила линзы,
если расстояние от свечи до линзы 30см, а расстояние от линзы до экрана 23см?
Ответ: 13см; 7,7дптр.
№ 1118. При помощи линзы, фокусное расстояние которой 20см, получено
изображение предмета на экране, удаленном от линзы на расстоянии 1м. На каком
расстоянии от линзы находится предмет? Каким будет изображение?
Ответ: 25см; действительное, обратное, увеличенное в 4 раза.
№ 1124. Определить оптическую силу рассеивающей линзы, если известно, что
предмет, помещенный перед ней на расстоянии 40см, дает мнимое изображение,
уменьшенное в 4 раза.
Ответ: -7,5дптр.
№ 1130. Определить оптическую силу объектива фотоаппарата, которым
фотографируют местность с самолета на высоте 5км в масштабе 1: 20000. В каком
масштабе получится снимок, если этим фотоаппаратом сделать съемку
поверхности Земли с искусственного спутника, находящегося на высоте 250км?
Ответ: 4дптр; 1: 1000000.
№ 1153. какова скорость света в воде, если при частоте 440ТГц длина волны
равна 0,51мкм?
Ответ: 220Мм/с.
№ 1171. Дифракционная решетка содержит 120 штрихов на 1мм. Найти длину
волны монохроматического света, падающего на решетку, если угол между двумя
спектрами первого порядка равен 8º.
Ответ: 580нм.
№ 1174. Какова ширина всего спектра первого порядка( длины волн заключены в
пределах от 0,38 до 0,76мкм), полученного на экране, отстоящем на 3м от
дифракционной решетки с периодом 0,01мм?
Ответ: 11см.
Зачет №4( март- апрель) по теме «Элементы теории относительности. Квантовая
физика».
Важно усвоить, что СТО Эйнштейна основывается на двух постулатах. Принцип
относительности – главный постулат этой теории. Обратите особое внимание на постулаты
СТО. Нужно знать, что представляет собой новое учение о пространстве и времени,
пришедшее на смену старым классическим представлениям; что вытекает из теории
относительности. Необходимо знать расчетные формулы массы, времени, длины, импульса
и энергии.
Ответьте на вопросы:
1. Какие утверждения лежат в основе теории относительности?
2. Какие события называются одновременными?
3. При каких скоростях движение релятивистский закон сложения скоростей переходит
в классический?
4. В чем состоит закон взаимосвязи массы и энергии?
5. Что такое энергия покоя?
«Квантовая физика»
1. Нужно усвоить гипотезу Планка.
2. В чем состоят основные законы фотоэффекта?
3. Какие факты свидетельствуют о наличии у света корпускулярных свойств?
4. Что такое красная граница фотоэффекта?
Что надо знать и уметь к зачету.
1. Понятия: фотон, фотоэффект, корпускулярно- волновой дуализм. Знать законы
внешнего фотоэффекта, практическое применение фотоэлемента, его устройство и
принцип действия; примеры технического использования фотоэлементов.
Определять красную границу фотоэффекта и энергию фотоэлектронов на основе
использования уравнения Эйнштейна. Решить задачи на применение формул,
связывающих энергию, импульс и массу фотона с частотой соответствующей
световой волны.
2. Примеры решения задач.
№ 1691Т. Ученик, объясняя уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, сказал: «Энергия
падающего света равна работе выхода электронов и кинетической энергии их движения». В
чем неточность ответа?
Ответ: Уравнение Эйнштейна написано для одного поглощаемого кванта. Не каждый
квант света, падающего на поверхность металла, обладает достаточной энергией для
совершения работы выхода и сообщения электрону кинетической энергии. Поэтому
говорить об энергии света в целом нельзя.
№ 1693Т. Почему фотоснимки проявляют при красном освещении?
Ответ: Красный свет не действует на фотоэмульсию малой чувствительности.
Задача №1. Какова красная граница фотоэффекта  maх для вольфрама, если работа
выхода электрона А=4,5эВ?
Решение. Для того, чтобы электроны вырывались из пластины, энергия кванта должна
быть больше или равна работе выхода электрона:    h, но  =c/  , откуда hc/  max=A
Находим красную границу фотоэффекта(наибольшую длину волны)
 max = hc/A
Ответ: наибольшая длина волны равна 33мкм.
Задача №2. Найти энергию и длину волны излучения, масса фотонов которого равна массе
покоя электрона.
Решение: Энергия фотона:  = h=hc/  , где h-постоянная Планка; с-скорость света;  длина волны. Масса фотона m=E/c² по условию задачи равна массе покоя электрона m=mo.
Тогда энергия фотона при этом должна быть: Е=mс². Найдем длину волны излучения по
формуле:  =hc/E;  =[Дж•c•м/с /Дж=м]
Можно определить длину волны и другим способом, если в эту формулу подставить
выражение для энергии фотона: Е=h/mс.
Ответ: Е=820нДж;  =2,43пм.
Задача №3. Сколько фотонов попадает за 1с в глаза человека, если глаз воспринимает свет с
длиной волны 0,5мкм при мощности светового потока 0,2аВт?
Решение: Полная энергия света, попавшего в глаз, равна произведению мощности светового
потока и времени: W = Pt. Энергия одного фотона E=h =hc/  ;
Тогда число фотонов, попавших в глаз за это время: N=W/E=Pt  hc=50;
N=[Bm•c•м/Дж•c•м/с=1]
Ответ: N=50
Решите задачи:
№ 1184. На сколько увеличится масса пружины жесткостью 10кН/м при ее растяжении на
3см?
Ответ: 50акг.
№ 1221. Длинноволновая(красная) граница фотоэффекта для серебра равна 0,29мкм.
Определить работу выхода.
Ответ: 4,3эВ.
№ 1224. Какую максимальную кинетическую энергию имеют вырванные из лития электроны
при облучении светом с частотой 10ПГц?
Ответ: 1,74эВ.
№ 1225. Какова максимальная скорость электронов, вырванных с поверхности платины при
облучении ее светом с длиной волны100нм?
Ответ: 1,6Мм/с.
№ 1226. Какой длины волны следует направить лучи на поверхность цезия, чтобы
максимальная скорость фотоэлектронов была 2000км/с? Красная граница фотоэффекта для
цезия равна 690нм.
Ответ: 94нм.
№1706Т. Давление света на черную поверхность в два раза меньше, чем на белую. Почему?
Зачет № 5(май). Тема «Атомная физика. Физика атомного ядра».
Что надо знать и уметь к зачету (физика атомного ядра).
Понятия: ядерная модель атома, постулаты Бора, ядерные силы, ядерные реакции, энергия
связи, радиоактивный распад, цепные реакции деления, термоядерная реакция.
Практическое применение: способы управления цепной реакцией деления в ядерном
реакторе, использование атомной энергетики в мирных целях.
Определять продукты ядерных реакций на основе законов сохранения электрического
заряда и массового числа.
Определять знак заряда или направление движения элементарных частиц по их трекам на
фотографии.
Ответьте на вопросы:
1. В чем заключается принцип действия счетчика Гейгера-Мюллера? Камеры Вильсона?
Пузырьковой камеры? В чем заключается метод толстослойных фотоэмульсий?
2. Сформулируйте правило смещения?
3. Как читается закон радиоактивного распада?
4. Перечислите свойства ядерных сил.
5. Перечислите основные элементы ядерного реактора.
6. Какие типы фундаментальных взаимодействий в природе вы знаете? Опишите их
качественные характеристики.
Примеры решения задач.
№ 1707Т. Скорость  -частицы в среднем 15 раз меньше скорости  -частицы. Почему  частицы слабее отклоняются магнитным полем?
Ответ: Масса  -частицы примерно в 7000 раз больше массы  -частицы.
№ 1721Т. Можно ли лучи Рентгена, применяемые в металлургии для обнаружения дефектов
изделий. Заменить  -лучами, испускаемыми элементом с искусственной радиоактивностью?
Ответ: Можно.
№ 1720Т. По нефтепроводу течет бензин, а а вслед за ним нефть. Как определить момент,
когда через данное сечение трубопровода проходит граница раздела бензина и нефти?
Ответ: На границе бензин-нефть в горючее надо ввести радиоактивный препарат, а вблизи
необходимого сечения нефтепровода поместить счетчик Гейгера. Можно использовать
также «Радиоактивный индикатор уровня». По изменению плотности жидкости прибор
отметит границу раздела жидкостей.
№ 1. В какой элемент превращается уран-239 после двух  -распадов и одного  -распада?
Решение: После альфа распада массовое число ядра уменьшается на 4 единицы, а заряд
уменьшается на 2 единицы. Элемент сдвигается в периодической системе на две клетки к ее
началу. При  -распаде массовое число практически не изменяется, заряд увеличивается на 1
единицу и элемент сдвигается на одну клетку к концу периодической системы. Таким
образом, определим массовое число и заряд после двух  -распадов и одного  -распада.
А= 239-0-0-4=235 (или А=239-4= 235),
Z=92+1+-2=92.
Таким образом, получился элемент уран-235
Ответ: Изотоп урана-235.
Задача № 2. Имелось некоторое количество радиоактивного радона. Количество радона
уменьшилось в 8 раз за 11,4 дня. Каков период полураспада радона?
Дано: N/No=8
T=11,4 дня
Найти: Т?
Решение:
-t/T
Согласно закону радиоактивного распада N=No•2
, где No-число радиоактивных
элементов в начальный момент времени; N- число атомов по истечении времени; t- время; Tпериод полураспада. Известно, что количество радона уменьшилось в 8 раз или 2³. Из закона
радиоактивного распада получим:
-t/T
N/No=2
; N o/N=2³ ; t/T=3; Т= t/3- период полураспада;
Так как период Т количества вещества уменьшается вдвое, за 2Т- вчетверо (2²), а в 8 раз (2³)
уменьшается количество вещества за время t=3T
N= 11,4/3=3,8 дня.
Ответ: Т=3,8 дня.
Задача № 3. Известно, что при одном делении ядра изотопа урана-235 освобождается
200МэВ энергии. Какое количество энергии можно получить при делении урана массой 1г?
Решение: Найдем число атомов в уране-235 массой1г:
N= mNa/M; где m - масса урана; Na – число Авогадро; М- молярная масса урана.
Выделяющаяся энергия при делении :
 =  N=  •m•Na/М, где Na=6,02•10²³ 1/моль.
Ответ: Е=5,1•10²³МэВ.
Задача № 4. Определить, какое количество урана – 235 потребляет в сутки атомный ледокол,
если мощность его двигателей 32МВт, а коэффициент полезного действия 17%. Считать, что
при делении одного ядра урана – 235 выделяется энергия 200МэВ.
Решение:
Коэффициент полезного действия  = Е полез./Е•100%,где Еполез.- полезная энергия; Е –
полная энергия, выделившаяся в реакторе.
Полезная энергия Еполез.=Р•t, где P- мощность ледокола, t- время работы реактора.
Полная энергия – энергия, которую за время t выделяет уран массой m при распаде:
E=Eo•N, где N=m•Na/M. Тогда E=Eo•m•Na/M , отсюда
 =P•t•M/Eo•m•Na.
Следовательно, масса потребляемого урана в сутки:
m=P•t•M/Eo•Na•  =0,2кг.
Ответ:0,2кг.
Задача № 5. Почему  - частицы, испускаемые радиоактивными препаратами, не могут
вызывать ядерных реакций в тяжелых элементах?
Ответ:  - частицы не могут вызывать ядерных реакций в тяжелых элементах потому, что
энергия таких  - частиц недостаточна для преодоления электрических сил отталкивания
ядра тяжелого элемента для сближения с ним до расстояния фм, начиная с которого силы
взаимодействия нуклонов значительно превышают электрическое взаимодействие.
Решите задачи.
№ 1249. Активность радиоактивного элемента уменьшилась в 4 раза за 8 дней. Найти период
полураспада.
Ответ: 4 дня.
№ 1256. Написать ядерную реакцию, происходящую при бомбардировке бора-11 альфа
частицами и сопровождающуюся выбиванием нейтронов.
№ 1265. Вычислить энергию связи ядра дейтерия (в МэВ).
Ответ: 2,2МэВ.
№ 1277. При делении одного ядра урана-235 на два осколка выделяется около 200МэВ
энергии. Какое количество энергии освобождается при «сжигании» в ядерном реакторе 1г
этого изотопа? Какое количество каменного угля нужно сжечь для получения такого же
количества энергии?
Ответ: 23МВт•ч; 2,8т.
№ 1278. Какова электрическая мощность атомной электростанции, расходующей в сутки
220г изотопа урана-235 и имеющий КПД 25%?
Ответ: 53МВт.
№ 3К. Какая доля радиоактивных ядер некоторого элемента распадается за время t, равное
половине периода полураспада?
Ответ:  N/No=0,29.
№ 11К. Гамма- излучение лучше всего поглощает свинец. Толщина слоя половинного
ослабления  -лучей у свинца h=2см. Какой толщины H нужен слой свинца, чтобы ослабить
 -излучение в 128 раз?
Литература:
1. Г.Я. Мякишев. Физика-11кл.;М.;Просвещение, 2009г.
2. А.Е. Марон. Физика-12кл.; М.; Просвещение, 1999г.
3. А. Е. Марон. Задания по физике для учащихся вечерней школы. М.; Просвещение,
1980г.
4. А. П. Рымкевич. Сборник задач по физике. М.; Просвещение, 1990г.
5. М. Е. Тульчинский. Качественные задачи по физике. М.; Просвещение, 1972г.
6. В. Ф. Башарин. Тезаурус курса физики средней школы. Ижевск, 2000г.