Контрольная работа по физике Вариант № 8

1.              ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ.

8. Принимая коэффициент теплового излучения А угля при температуре Т = 600 К равным 0,8, определить: энергетическую светимость угля; энергию, излучаемую с поверхности угля площадью S = 5 см2 за время t = 10 мин

18. Вычислить среднюю энергию  квантового осциллятора при температуре Т для: 1) частоты ω1, отвечающей условию ћω1= kT; 2) частоты ω2= 0,1ω1; 3) частоты ω3 = 10ω1. Выразить через kT. Сравнить найденные значения кв со средней энергией Кл классического осциллятора.

2. ФОТОНЫ. ДАВЛЕНИЕ СВЕТА.

2. Какой длиной волны должен обладать квант, чтобы его масса была равна массе покоя электрона?   

3. ФОТОЭФФЕКТ.

8. Определить длину волны λ ультрафиолетового излучения, падающего на поверхность некоторого металла, при максимальной скорости фотоэлектронов υmax, равной 10 Мм/с. Работой выхода электронов из металла пренебречь.

4. ЭФФЕКТ КОМПТОНА.

2. Вычислить комптоновское смещение Δλ и относительное изменение Δλ/λ длины волны для видимого света λ = 500 нм и γ–лучей λ = 5 пм при рассеянии на свободных электронах под углом φ = 90°.     

II. ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И АТОМНОЙ ФИЗИКИ.

5. АТОМ ВОДОРОДА ПО ТЕОРИИ БОРА.

8. Атомарный водород, возбужденный светом определенной длины волны, при переходе в основное состояние испускает только три спектральные линии. Определить длины волн этих линий и указать, каким сериям они принадлежат.   

6. ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА МИКРОЧАСТИЦ.

8. Параллельный пучок электронов, движущихся с одинаковой скоростью υ = 1 Мм/с, падает нормально на диафрагму с длинной щелью шириной a = 1 мкм. Проходя через щель, электроны рассеиваются и образуют дифракционную картину на экране, расположенном на расстоянии L = 50 см от щели и параллельном плоскости диафрагмы. Определить линейное расстояние b между первыми дифракционными минимумами.  

18. Используя соотношение неопределенности ΔЕ·Δt ≥ ћ оценить ширину Г энергетического уровня в атоме водорода, находящегося: а) в основном состоянии; б) в возбужденном состоянии (время τ жизни атома в возбужденном состоянии равно 10-8 с).

7. УРАВНЕНИЕ ШРЕДИНГЕРА.

1. Электрон находится в бесконечно глубокой прямоугольной одномерной потенциальной яме шириной l. Написать уравнение Шредингера и его решение (в тригонометрической форме) для области 0 < x < l.

8. Частица в потенциальной яме шириной l находится в возбужденном состоянии (n = 2). Определить, в каких точках интервала 0< x < l плотность вероятности нахождения частицы максимальна и минимальна.

18. Электрон проходит через прямоугольный потенциальный барьер шириной d = 0,5 нм. Высота U барьера больше энергии Е электрона на 1 %. Вычислить коэффициент прозрачности D, если энергия электрона: 1) Е = 10 эВ; 2) Е = 100 эВ.

III. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА.

8. ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ. ФОНОНЫ.

Классическая теория теплоемкости.

2. Определить изменение ΔU внутренней энергии кристалла никеля при нагревании его от t1 = 0° C до t2 = 200° С. Масса m кристалла равна 20 г. Вычислить теплоемкость С.    

Теория теплоемкости Эйнштейна

5. Во сколько раз изменится средняя энергия <ε> квантового осциллятора, приходящаяся на одну степень свободы, при повышении температуры от Т1 = θE /2 до Т2 = θE ? Учесть нулевую энергию.

Теория теплоемкости Дебая.

8. Вычислить по теории Дебая молярную нулевую энергию UM0 кристалла меди. Характеристическая температура θD меди равна 320 К.

9. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ.

1. Определить концентрацию n свободных электронов в металле при температуре Т = 0 К. Энергию Ферми εf  принять равной 1 эВ.