Розв’язання завдань НМТ по фізики: «Оптика и современная физика» - З відповідями

Как электромагнитные, так и звуковые волны являются волновыми явлениями. Для них характерны такие общие свойства, как интерференция (А), дифракция (Б) и отражение (Г).

Однако существует принципиальное различие в природе этих волн и их механизме распространения.

Угол падения луча (α) — это угол между падающим лучом и перпендикуляром (нормалью) к границе раздела сред. Согласно рисунку, α = 45°.$$α = 45°$$

Угол преломления луча (γ) — это угол между преломленным лучом и нормалью. Согласно рисунку, γ = 15°.$$γ = 15°$$

Энергия фотона связана с длиной волны соотношением $E = \frac{hc}{\lambda}$, где $h$ — постоянная Планка, $c$ — скорость света, $\lambda$ — длина волны. Отсюда видно, что энергия обратно пропорциональна длине волны: чем больше энергия…

Из таблицы для "блакитного" (голубого) цвета длина волны находится в диапазоне от 485 нм до 500 нм. Нам нужно найти цвет, фотоны которого имеют энергию в 1,1 раза БОЛЬШУЮ, чем у голубых фотонов. Это означает, что длина волны искомого…

Импульс фотона (p) связан с его длиной волны (λ) соотношением: $p = \frac{h}{\lambda}$, где $h$ — постоянная Планка.

Если длину волны электромагнитного излучения увеличить вдвое, то новая длина волны $\lambda'$ будет равна $2\lambda$.

Начальное ядро - Нітроген-14 ($_{7}^{14}\text{N}$), где 7 - это атомный номер (количество протонов).

Поглощение $\beta$-частинки (электрона, $_{-1}^{0}\text{e}$) приводит к изменению атомного номери. $Z_1 = 7 + (-1) = 6$. Массовое число не меняется: $A_1 = 14 + 0 = 14$. Образуется промежуточное ядро Карбона-14 ($_{6}^{14}\text{C}$).

Спектральный анализ основан на том, что каждый химический элемент имеет свой уникальный линейчатый спектр излучения. Если вещество содержит несколько элементов, его спектр будет представлять собой наложение спектров всех входящих в него…

Сравним спектр неизвестного вещества (средняя полоса) со спектром стронция (Sr) (верхняя полоса). Видно, что все спектральные линии, характерные для стронция, присутствуют в спектре неизвестного вещества.

Явление изменения скорости распространения света при переходе из одной прозрачной среды в другую называется преломлением (заломлення) света. Это соответствует пункту 1 и варианту В.

Зависимость абсолютного показателя преломления среды от частоты световой волны (то есть разложение белого света на спектр) называется дисперсией света. Это соответствует пункту 2 и варианту Б.

Запишем формулу тонкой линзы для рассеивающей линзы: $1/f = 1/d + 1/d'$, где $f$ — фокусное расстояние (для рассеивающей линзы его значение берется со знаком минус), $d$ — расстояние от предмета до линзы, $d'$ — расстояние от изображения…

Из рисунка видно, что предмет расположен на расстоянии $d = 2F$ от линзы, где $F$ — абсолютное значение фокусного расстояния. Фокусное расстояние рассеивающей линзы $f = -F$. Подставим это в формулу линзы: $1/(-F) = 1/(2F) + 1/d'$.

Связь между энергией, излученной звездой, и уменьшением ее массы описывается формулой эквивалентности массы и энергии Эйнштейна.$$\Delta E = \Delta m c^2$$

Переведем изменение массы в систему СИ (килограммы). 1 микрограмм (мкг) равен $10^{-6}$ грамма, а 1 грамм равен $10^{-3}$ килограмма.$$\Delta m = 4 \text{ мкг} = 4 \cdot 10^{-6} \text{ г} = 4 \cdot 10^{-6} \cdot 10^{-3} \text{ кг} = 4 \cdot 10^{-9} \text{ кг}$$

Запишем формулу эквивалентности массы и энергии Эйнштейна: $E = \Delta m \cdot c^2$, где $\Delta m$ — дефект массы, $c$ — скорость света.

Определим дефект массы $\Delta m$. Дана начальная масса водорода $m_0 = 1 \text{ мг} = 1 \cdot 10^{-6} \text{ кг}$ и относительное уменьшение массы $0.7\% = 0.007$. Тогда…