14 задач

часть 1
402. По двум длинным параллельным проводам, расстояние между которыми d = 5 см, текут токи сплои I1 = 6 А и I2 = 4 А. Определить индукцию и напряженность магнитного поля в точке, удаленной на расстояние r1 = 3 см от первого провода и на расстояние r2 = 4 см от второго провода.
412. Проводник длиной l = 20 см с массой m = 2 г, подвешенный горизонтально на тонких проволочках, находится в однородном магнитном поле, силовые линии которого направлены вертикально вверх. При прохождении по проводнику тока силой I = 0.3 А он отклонился так, что проволочки образовали угол α = 17° с вертикалью. Найти индукцию магнитного поля.
422. По проводнику, согнутому в виде квадрата со стороной а = 10 см, течет ток силой I = 2 А, величина которого поддерживается неизменной. Плоскость квадрата составляет угол β = 30° с линиями однородного магнитного поля (В = 0.2 Тл). Вычислить работу, которую надо совершить, чтобы удалить проводник за пределы поля.
432. На фотографии, полученной в камере Вильсона, помешенной в магнитное поле, траектория электрона представляет дугу окружности радиусом R = 10 см. Индукция магнитного поля В = 10 мТл. Найти кинетическую энергию электрона в электрон-вольтах, импульс и момент импульса электрона относительно центра кривизны траектории.
442. На концах крыльев самолета размахом L = 15 м, летящего со скоростью v  = 900 км/ч, возникает разность потенциалов U = 0.15 В. Определить вертикальную составляющую напряженности магнитного поля Земли.
502. Катушка длиной L = 50 см и площадью поперечного сечения S = 10 см2 включена в цепь переменного тока с частотой ν = 50 Гц. Число витков катушки N = 3000. Найти активное сопротивление катушки, если сдвиг фаз между током и напряжением ф = 60°.
512. На мыльную пленку с показателем преломления n = 1.3, находящуюся в воздухе, падает нормально пучок лучей белого света. При какой наименьшей толщине dmin пленки отраженный свет с длиной волны λ = 0.55 мкм окажется максимально усиленным в результате интерференции?
522. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет. Определить угол ф1 дифракции для линии с длиной волны λ1 = 0.55 мкм в спектре четвертого порядка, если угол ф2 дифракции для линии с длиной волны λ2 = 0.6 мкм в спектре третьего порядка составляет 30°.
532. Угол α между плоскостями пропускания поляризаторов равен 50°. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в n = 8 раз. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент k поглощения света в поляроидах.
602. Максимальная спектральная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела равна 4.16*1011 (Вт/м2)/м. На какую длину волны она приходится?
612. Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта λ0 = 307 нм и максимальная кинетическая энергия
622. Фотон с импульсом р = 1.02 МэВ/с, где с - скорость света в вакууме, рассеялся на покоившемся свободном электроне, в результате чего импульс фотона стал р' = 0,255 МэВ/с. Определить угол  рассеяния фотона.

632. Из катодной трубки на диафрагму с двумя параллельными, лежащими в одной плоскости узкими щелями, расстояние между которыми d = 50 мкм, нормально падает параллельный пучок моноэнергетических электронов. Определить анодное напряжение U трубки, если известно, что расстояние Δx между центральным и первым максимумами дифракционной картины на экране, расположенном на расстоянии l = 100 см от щелей, составляет 4,9 мкм.
642. Электрон с кинетическом энергией Т = 15 эВ находится в металлической пылинке диаметром d = 1 мкм. Оценить относительную неточность, с которой может быть определена скорость электрона.

часть 2
405. На рисунке изображено сечение двух прямолинейных бесконечных длинных проводников с токами, текущими в противоположных направлениях. Расстояние АВ между проводниками равно 10 см, I1 = 20 А. I2 = 30 А. Найти напряженность магнитного поля в точках С1, С2, C3. Расстояния АС1 = 2 см, АС2 = 4 см и ВС3  = 3 см.
406. Решить предыдущую задачу при условии, что токи текут в одном направлении.
416. Тонкий провод с током силой I = 0.3 А, находящийся в однородном магнитном поле с индукцией В = 20 мТл, изогнут так, как это показано на рисунке. Определить силу, действующую на проводник, если радиус полуокружности R = 5 см и длина каждого прямолинейного участка l = 10 см.
426. Проводник, согнутый в виде квадрата со стороной а = 8 см, лежит на столе. Квадрат, потянув за противоположные вершины, вытянули в линию. Определить совершенную при этом работу. Сила тока I = 0,5 А в проводнике поддерживается неизменной. Вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли Нв = 40 А/м.
436.  Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью v = 1 Мм/с. Индукция магнитного поля В = 0.3 Тл, радиус окружности R = 4 см. Найти заряд
частицы, если ее кинетическая энергия W = 12 кэВ.
446. Квадратный контур, сделанный из провода длиной l = 0.4 м, помещен поперек силовых линий в однородное магнитное поле. Индукция магнитного поля меняется со временем по закону В = (2 + 0.4 t2) мТл. Определить в момент времени t = 2 с магнитный поток, пронизывающий контур, и ЭДС индукции, наведенную в контуре.
506. Колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора емкостью С = 1 пФ имеет частоту колебаний ν = 5 МГц. Найти максимальную силу тока, протекающего по катушке, если полная энергия контура W = 0.5 мкДж.
516. Пучок монохроматических световых волн с длиной волны λ = 0.6 мкм падает под углом ε1 = 30° на находящуюся а воздухе мыльную плёнку с показателем преломления n =  1.3. При какой наименьшей толщине dmin пленки отраженные световые волны будут максимально ослаблены в результате интерференции?
526. Какой наименьшей разрешающей силой R должна обладать дифракционная решетка, чтобы с ее помощью можно было разрешить две спектральные линии калия с длинами волн λ1 = 578 нм и λ2 = 580 нм? Какое наименьшее число N штрихов должна иметь эта решетка, чтобы разрешение было возможно в спектре второго порядка?
536. Предельный угол ε0' полного внутреннего отражения пучка света на границе жидкости с воздухом равен 43°. Определить угол Брюстера εв для падения луча из воздуха на поверхность этой жидкости.
606. Во сколько раз надо увеличить термодинамическую температуру Т абсолютно черного тела, чтобы его энергетическая светимость R возросла в n = 2 раза.
616. На поверхность металла падает монохроматический свет с длиной волны λ = 0,1 мкм. Красная граница фотоэффекта λ0 = 0,3 мкм. Какая доля W энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии?
626. Фотон с энергией ε = 0.25 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Энергия рассеянного фотона ε' = 0,2 МэВ. Определить угол θ рассеяния фотона.
646. Длина волны λ излучаемого атомом фотона составляет 600 нм. Принимая среднее время ∆t жизни атома в возбужденном состоянии 10 нс, определить отношение естественной ширины ∆Е энергетического уровня, на который был возбужден электрон, к энергии Е, излучаемой атомом.
636. Определить энергию ∆Т, которую необходимо дополнительно сообщить электрону, чтобы его дебройлевская длина волны уменьшилась от λ1 = 0,2 нм до λ2 = 0,1 нм.