Problema de física - 3154
2017-04-30
Una partícula con masa $m = 6,65 \cdot 10^(-27) kg$ y carga $q = 3,2 \cdot 10^(-19) C$ se acelera primero en un campo electrostático, pasando por una diferencia de potencial de aceleración $u = 2500 En $. Velocidad inicial partículas es cero. Luego, la partícula vuela hacia un campo magnético uniforme con inducción $B = 210 T$, perpendicular al vector velocidad. Encuentra el cambio en el impulso de la partícula a lo largo del tiempo $t = \frac( \pi)(2) \cdot 1.039 \cdot 10^(-3) s$ después de ingresar al campo magnético. Determine la magnitud de la aceleración centrípeta y tangencial de la partícula en este momento y en los siguientes.
Dispersión de rayos X a pequeña escala. Se trata de una técnica de difracción muy utilizada para estudiar la estructura superatómica de sustancias. Se utiliza en física de materia condensada, análisis de sistemas de dispersión, biología molecular, biofísica, investigación de polímeros, metalurgia y otros campos de la ciencia y la tecnología.
El uso de rayos X en medicina forense, arqueología, control aduanero. Estudios de la estructura de sustancias líquidas cristalinas, no cristalinas, polímeros. La difracción de la radiación de rayos X característica permite estudiar completamente la estructura cristalina de una sustancia.
Solución:
Sea en el momento inicial la partícula cargada esté en el punto A. campo electrostático, cuyo potencial es igual a $\phi_(A)$. Entonces la energía de la partícula es la energía potencial en el campo electrostático $W_(A) = W_(pA) = q \phi_(A)$. En el punto B, la energía de la partícula consiste en $W_(pB) = q \phi_(B)$ potencial y $W_(kB) cinético = \frac(mv^(2))(2)$, es decir, $W_(B) = q \phi_(B) + \frac(mv^(2))(2)$. Según la ley de conservación de la energía $W_(A) = W_(B) \Rightarrow q \phi_(A) = q \phi_(B) + \frac(mv^(2))(2) \Rightarrow q( \phi_(A ) - \phi_(B)) = \frac(mv^(2))(2)$.
Radiación de rayos X en física y tecnología de plasma. El plasma es una fuente de radiación óptica y de rayos X. Los estudios de rayos X consisten en medir los cambios a lo largo del tiempo en la eficiencia de la radiación y su distribución espectral. La intensidad de la bremsstrahlung generada por electrones con distribución maxwelliana es igual.
Y así, determinar la pendiente de esta línea en función de la energía del fotón da la temperatura del electrón T, y la intensidad da información sobre la densidad de electrones e iones. Uso de radiación sincrotrón. La radiación sincrotrón se producía originalmente en sincrotrones y ahora en los llamados anillos de almacenamiento. el tiene mucho funciones importantes.
Pero $\phi_(A) - \phi_(B) = u \Rightarrow qu = \frac(mv^(2))(2)$, y la velocidad de una partícula cuando entra en un campo magnético $v = \sqrt ( \frac (2qu)(m)) = 4,9 \cdot 10^(5) m/s$. En un campo magnético, una partícula bajo la influencia de la fuerza de Lorentz se mueve en círculo con una velocidad constante $v$ (Fig.). Según la segunda ley de Newton, $F_(l) = m \cdot a_(n)$, donde la fuerza de Lorentz $F_(l)= qvB$, y la aceleración centrípeta de la partícula $a_(n) = \frac( v^(2)) (R)$. Después de la sustitución obtenemos $qvB = m \frac(v^(2))(R)$, de donde el radio del círculo $R = \frac(mv)(qB) = 510 m$. El período de revolución de una partícula a lo largo de un círculo $T = \frac(2 \pi R)(v) = \frac(2 \pi m)(qB) = 2 \pi \cdot 1.039 \cdot 10^(-3 ) s$.
El espectro continuo abarca desde infrarrojos hasta rayos X duros. Esta radiación está muy colimada y polarizada. El tiempo de emisión de esta radiación es de 0,1 ns con una repetibilidad de 1 ns a 1 ms, lo cual es importante para estudiar la dinámica.
Medición de algunas constantes físicas. Medición de la constante de Planck Para medir la constante de Planck se puede utilizar una longitud de onda correspondiente al límite de corta duración del espectro de bremsstrahlung. Este límite está relacionado con la energía de los electrones que inducen esta radiación con una dependencia.
Relación entre el tiempo de movimiento $t$ y el período
$\frac(t)(T) = \frac( \left (\frac( \pi)(2) \cdot 1.039 \cdot 10^(-3) \right) )( 2 \pi \cdot 1.039 \cdot 10 ^(-3)) = \frac(1)(4) \Rightarrow t = \frac(1)(4) T$, es decir para tiempo especificado la partícula pasa 1/4 del círculo y su vector de velocidad gira $90^( \circ)$ (Fig.). 
Cambio de momento $\Delta \vec(p) = \vec(p)_(2) - \vec(p)_(1) = \vec(p)_(2) + (- \vec(p)_( 1))$, donde $p_(1) = p_(2) = mv$.
Medición de Avogadro Avogadro se puede utilizar para difractar rayos X característicos de un cristal de estructura conocida. El número de Avogadro se refiere al número de átomos contenidos en un mol de una sustancia. La espectroscopia de rayos X es una rama de la física que implica el estudio de la estructura y propiedades de moléculas, átomos y núcleos atómicos e interacciones de átomos y moléculas en función de la radiación electromagnética que emiten.
Espectroscopia de emisión de rayos X. Espectroscopia de absorción de rayos X. Esto permite estudiar la estructura local del átomo. de este tipo en un material basado en fluctuaciones en el coeficiente de absorción hasta 50 eV de energía por encima del borde de absorción y por encima de 50 eV. Sin embargo, requieren una alta intensidad de radiación y, por lo tanto, se utiliza principalmente radiación sincrotrón. Espectroscopia de fotoelectrones de rayos X. Su principio se basa en el estudio de las propiedades de los fotoelectrones emitidos por la muestra de prueba bajo la influencia de fotones monoenergéticos.
Módulo vectorial $\Delta p = \sqrt(2) p_(1) = \sqrt(2) p_(2) = 4,6 \cdot 10^(21) kgm/s$. Módulo de aceleración centrípeta en cualquier punto del círculo.
$a_(n) = \frac(v^(2))(R) = 4.7 \cdot 10^(8) m/s^(2)$.
Dado que la fuerza de Lorentz que actúa sobre la partícula se dirige a lo largo del radio del círculo hacia el centro, la aceleración tangencial en cualquier punto $a_( \tau) = 0$.
Prueba sobre el tema:
Esto permite estudiar los estados de los electrones de valencia y los núcleos atómicos del núcleo. En este método, un haz de rayos X de energía conocida incide sobre una muestra, lo que elimina electrones mediante el efecto fotoeléctrico. Este método implica analizar capas delgadas de una muestra: el espesor de la capa de metal analizada es de 0,5 a 2 nm, las sustancias inorgánicas de 1 a 3 nm y las orgánicas de 3 a 10 nm. Espectroscopia de sincrotrón Una fuente de radiación de sincrotrón es un sincrotrón o acelerador cíclico en el que las partículas se mueven en un campo magnético creciente, aceleradas por un campo eléctrico alterno sincronizado con su movimiento a lo largo de una trayectoria circular.
11mo grado
Opción 1
A1.¿Qué explica la interacción de dos conductores paralelos con corriente continua?
interacción de cargas eléctricas;
el efecto del campo eléctrico de un conductor con corriente sobre la corriente en otro conductor;
acción campo magnético un conductor a la corriente en otro conductor.
en uno cargado en movimiento;
en uno en movimiento sin carga;
a uno cargado estacionario;
a uno descargado y en reposo.
A4. Un conductor recto de 10 cm de largo se encuentra en un campo magnético uniforme con una inducción de 4 T y está ubicado en un ángulo de 30 0 con respecto al vector de inducción magnética. ¿Cuál es la fuerza que actúa sobre el conductor debido al campo magnético si la corriente en el conductor es de 3 A?
Esta técnica se utiliza para estudiar la estructura electrónica de átomos, moléculas y sólidos y la radiometría para calibrar fuentes y detectores de radiación. Debye medición de temperatura y desplazamiento atómico en sólidos. Investigación sobre la distribución de la densidad de electrones y la densidad de momento de los electrones. La distribución de la densidad electrónica se obtiene utilizando patrones de difracción de radiación de rayos X característica. Esto es importante no sólo para determinar la estructura de una sustancia, sino también para comprobar los enlaces interatómicos.
La densidad del momento del electrón está determinada por la dispersión Compton de fotones o electrones. Lanzamiento de cohetes sonda sobre atmósfera terrestre, que absorbe rayos X radialmente, llevó al descubrimiento gran cantidad fuentes de esta radiación. La mayoría de ellos están asociados con nuestra galaxia, pero algunos, incluidos los más poderosos, se encuentran fuera de ella. La fuerte fuente de la Nebulosa del Cangrejo y la fuente Cas A tienen el mismo brillo. Parece que los rayos X emitidos por estas fuentes son principalmente responsables de dos mecanismos: la inhibición de la radiación y la formación de sincrotrón.
1,2 N; 2) 0,6 N; 3) 2,4 N.
| A5. |  |
fenómeno que caracteriza el efecto de un campo magnético sobre una carga en movimiento;
fenómeno de ocurrencia en circuito cerrado corriente eléctrica cuando cambia el flujo magnético;
Fenómeno que caracteriza el efecto de un campo magnético sobre un conductor portador de corriente.
1,2 A; 2) 0,6 A; 3) 2A.
B1.
| VALORES | UNIDADES DE MEDIDA |
||
| A) | inductancia | 1) | Tesla (T) |
| B) | flujo magnético | 2) | enrique (gn) |
| EN) | inducción de campo magnético | 3) | weber (Wb) |
| 4) | voltios (V) |
||
B2. partícula con masa metro, llevando carga q B radio circunferencial R a velocidad v. ¿Qué sucede con el radio orbital, el período orbital y la energía cinética de la partícula a medida que aumenta su velocidad?
| CANTIDADES FÍSICAS | SUS CAMBIOS |
||
| A) | radio orbital | 1) | aumentará |
| B) | período de circulación | 2) | disminuirá |
| EN) | energía cinética | 3) | no cambiará |
C1. En una bobina cuya inductancia es 0,4 H, ha surgido una fem autoinductiva de 20 V. Calcule el cambio en la intensidad de la corriente y la energía del campo magnético de la bobina si esto sucediera en 0,2 s.
Prueba sobre el tema:
"Campo magnético. Inducción electromagnética"
11mo grado
Opción 2
A1. La rotación de una aguja magnética cerca de un conductor que transporta corriente se explica por el hecho de que se ve afectada por:
campo magnético creado por cargas que se mueven en un conductor;
campo eléctrico creado por cargas en un conductor;
Campo eléctrico creado por las cargas en movimiento de un conductor.
solo campo eléctrico;
tanto campo eléctrico como campo magnético;
sólo campo magnético.
|
A3. ¿Cuál de las figuras muestra correctamente la dirección de inducción del campo magnético creado por un conductor rectilíneo por el que circula corriente?
|  |
A4. Un conductor recto de 5 cm de largo se encuentra en un campo magnético uniforme con una inducción de 5 T y está ubicado en un ángulo de 30 0 con respecto al vector de inducción magnética. ¿Cuál es la fuerza que actúa sobre el conductor debido al campo magnético si la corriente en el conductor es 2 A?
0,25 N; 2) 0,5 N; 3) 1,5 N.
| A5. Hay un conductor que transporta corriente en un campo magnético. ¿Cuál es la dirección de la fuerza en amperios que actúa sobre el conductor?
|  |
A6. La fuerza de Lorentz actúa
a una partícula descargada en un campo magnético;
a una partícula cargada en reposo en un campo magnético;
sobre una partícula cargada que se mueve a lo largo de las líneas del campo de inducción magnética.
1)1T; 2) 2 toneladas; 3) 3T.
B1. Establecer una correspondencia entre cantidades físicas y las fórmulas mediante las cuales se determinan estas cantidades.
|
VALORES | UNIDADES DE MEDIDA |
||
| A) | Fuerza que actúa sobre un conductor portador de corriente debido a un campo magnético. | 1) | |
| B) | Energía del campo magnético | 2) | |
| EN) | La fuerza que actúa sobre una carga eléctrica que se mueve en un campo magnético. | 3) | |
| 4) | |
||
B2. partícula con masa metro, llevando carga q, se mueve en un campo magnético uniforme con inducción. B radio circunferencial R a velocidad v. ¿Qué sucede con el radio orbital, el período orbital y la energía cinética de la partícula a medida que aumenta su carga?
Para cada posición de la primera columna, seleccione la posición correspondiente de la segunda y escriba los números seleccionados en la tabla debajo de las letras correspondientes.
| CANTIDADES FÍSICAS | SUS CAMBIOS |
||
| A) | radio orbital | 1) | aumentará |
| B) | período de circulación | 2) | disminuirá |
| EN) | energía cinética | 3) | no cambiará |
C1.¿En qué ángulo líneas eléctricas campo magnético con una inducción de 0,5 T, un conductor de cobre con una sección transversal de 0,85 mm 2 y una resistencia de 0,04 Ohm debe moverse de modo que a una velocidad de 0,5 m/s se excite en sus extremos una fem inducida igual a 0,35 V ? ( resistividad cobre ρ= 0,017 ohmios∙mm 2 /m)
Prueba sobre el tema:
"Campo magnético. Inducción electromagnética"
11mo grado
Opción 3
A1. Se crean campos magnéticos:
cargas eléctricas tanto estacionarias como en movimiento;
cargas eléctricas estacionarias;
cargas eléctricas en movimiento.
A2. El campo magnético afecta:
sólo en cargas eléctricas estacionarias;
sólo sobre cargas eléctricas en movimiento;
Cargas eléctricas tanto en movimiento como estacionarias.
A4.¿Qué fuerza actúa desde un campo magnético uniforme con una inducción de 30 mT sobre un conductor recto de 50 cm de largo ubicado en el campo, por el que circula una corriente de 12 A? El cable forma un ángulo recto con la dirección del vector de inducción del campo magnético.
18 norte; 2) 1,8 N; 3) 0,18 N; 4) 0,018 N.
| A5. Hay un conductor que transporta corriente en un campo magnético. ¿Cuál es la dirección de la fuerza en amperios que actúa sobre el conductor? 1)arriba; 2) abajo; 3) izquierda; 4) a la derecha. |  |
A6.¿Qué muestran los cuatro dedos extendidos de la mano izquierda al determinar?
Fuerzas de amperios
dirección de la fuerza de inducción del campo;
dirección de la corriente;
dirección de la fuerza en amperios.
1 metro; 2) 0,1 m; 3) 0,01 m; 4) 0,001m.
| VALORES | UNIDADES DE MEDIDA |
||
| A) | fuerza actual | 1) | weber (Wb) |
| B) | flujo magnético | 2) | amperio (A) |
| EN) | fem inducida | 3) | Tesla (T) |
| 4) | voltios (V) |
||
B2. partícula con masa metro, llevando carga q, se mueve en un campo magnético uniforme con inducción. B radio circunferencial R a velocidad v. ¿Qué sucede con el radio orbital, el período orbital y la energía cinética de la partícula a medida que aumenta la inducción del campo magnético?
Para cada posición de la primera columna, seleccione la posición correspondiente de la segunda y escriba los números seleccionados en la tabla debajo de las letras correspondientes.
| CANTIDADES FÍSICAS | SUS CAMBIOS |
||
| A) | radio orbital | 1) | aumentará |
| B) | período de circulación | 2) | disminuirá |
| EN) | energía cinética | 3) | no cambiará |
C1. En una bobina que consta de 75 vueltas, el flujo magnético es 4,8∙10 -3 Wb. ¿Cuánto tiempo tarda en desaparecer este flujo para que surja en la bobina una fem inducida promedio de 0,74 V?
Prueba