Физикадан есеп – 3154
2017-04-30
Массасы $m = 6,65 \cdot 10^(-27) кг$ және заряды $q = 3,2 \cdot 10^(-19) C$ бөлшек алдымен электростатикалық өрісте, $u үдеткіш потенциалдар айырмасынан өтіп, үдетіледі. = 2500 доллармен. Бастапқы жылдамдықбөлшектер нөлге тең. Содан кейін бөлшек жылдамдық векторына перпендикуляр индукциясы $B = 210 T$ болатын біртекті магнит өрісіне ұшады. Магнит өрісіне енгеннен кейін бөлшек импульсінің уақыт бойынша $t = \frac( \pi)(2) \cdot 1,039 \cdot 10^(-3) s$ өзгерісін табыңыз. Бөлшектің осы және одан кейінгі уақыттағы центрге тартқыш және тангенциалдық үдеуінің шамасын анықтаңыз.
Рентгендік шағын масштабты шашырау. Бұл заттардың атомнан жоғары құрылымын зерттеу үшін кеңінен қолданылатын дифракциялық әдіс. Ол конденсацияланған заттар физикасында, дисперсиялық жүйелерді талдауда, молекулалық биология, биофизика, полимерлерді зерттеу, металлургия және ғылым мен техниканың басқа салаларында.
Рентген сәулелерін сот сараптамасында, археологияда, кедендік бақылау. Кристалды, кристалды емес, сұйық заттардың, полимерлердің құрылысын зерттеу. Тәндік рентген сәулелерінің дифракциясы заттың кристалдық құрылымын толық зерттеуге мүмкіндік береді.
Шешімі:
Зарядталған бөлшек бастапқы уақыт моментінде А нүктесінде болсын электростатикалық өріс, оның потенциалы $\phi_(A)$ тең. Сонда бөлшектің энергиясы электростатикалық өрістегі потенциалдық энергия $W_(A) = W_(pA) = q \phi_(A)$ болады. В нүктесінде бөлшек энергиясы потенциалды $W_(pB) = q \phi_(B)$ және кинетикалық $W_(kB) = \frac(mv^(2))(2)$ тұрады, яғни. $W_(B) = q \phi_(B) + \frac(mv^(2))(2)$. Энергияның сақталу заңы бойынша $W_(A) = W_(B) \Rightarrow q \phi_(A) = q \phi_(B) + \frac(mv^(2))(2) \Rightarrow q( \phi_(A ) - \phi_(B)) = \frac(mv^(2))(2)$.
Физикадағы рентгендік сәулелену және плазма технологиясы. Плазма оптикалық және рентгендік сәулелену көзі болып табылады. Рентгендік зерттеулер уақыт бойынша сәулелену тиімділігі мен оның спектрлік таралуының өзгеруін өлшеуден тұрады. Максвелл таралымы бар электрондар тудыратын бремсстрахлунгтың интенсивтілігі тең.
Осылайша, фотон энергиясының функциясы ретінде бұл сызықтың еңісін анықтау электронның температурасын T береді, ал қарқындылық электрондар мен иондардың тығыздығы туралы ақпарат береді. Синхротрондық сәулеленуді қолдану. Синхротронды сәулелену бастапқыда синхротрондарда өндірілді, ал қазір сақтау сақиналары деп аталады. Оның көп нәрсесі бар маңызды функциялар.
Бірақ $\phi_(A) - \phi_(B) = u \Rightarrow qu = \frac(mv^(2))(2)$ және магнит өрісіне түскен кездегі бөлшектің жылдамдығы $v = \sqrt ( \frac (2qu)(m)) = 4,9 \cdot 10^(5) м/с$. Магнит өрісінде Лоренц күшінің әсерінен бөлшек тұрақты $v$ жылдамдықпен шеңбер бойымен қозғалады (сурет). Ньютонның екінші заңы бойынша $F_(l) = m \cdot a_(n)$, мұнда Лоренц күші $F_(l)= qvB$ және бөлшектің центрге тартқыш үдеуі $a_(n) = \frac( v^(2)) (R)$. Ауыстырудан кейін $qvB = m \frac(v^(2))(R)$ аламыз, одан шеңбердің радиусы $R = \frac(mv)(qB) = 510 m$. Бөлшектің шеңбер бойымен айналу периоды $T = \frac(2 \pi R)(v) = \frac(2 \pi m)(qB) = 2 \pi \cdot 1,039 \cdot 10^(-3) ) s$.
Үздіксіз спектр инфрақызылдан қатты рентгенге дейін ауытқиды. Бұл сәуле өте жоғары коллимацияланған және поляризацияланған. Бұл сәулеленудің шығарылу уақыты 1 нс-тен 1 мс-ке дейінгі қайталану мүмкіндігімен 0,1 нс құрайды, бұл динамиканы зерттеу үшін маңызды.
Кейбір физикалық тұрақтыларды өлшеу. Планк константасын өлшеу Планк тұрақтысын өлшеу үшін брусстрахлунг спектрінің қысқа мерзімді шегіне сәйкес келетін толқын ұзындығын пайдалануға болады. Бұл шекара осы сәулеленуді индукциялайтын электрондардың энергиясына тәуелділікпен байланысты.
Қозғалыс уақытының $t$ кезеңге қатынасы
$\frac(t)(T) = \frac( \left (\frac( \pi)(2) \cdot 1,039 \cdot 10^(-3) \right) )( 2 \pi \cdot 1,039 \cdot 10 ^(-3)) = \frac(1)(4) \Оң жақ көрсеткі t = \frac(1)(4) T$, яғни. үшін белгіленген уақытбөлшек шеңбердің 1/4 бөлігін өтеді, ал оның жылдамдық векторы $90^( \circ)$ айналады (сурет). 
Импульстің өзгеруі $\Delta \vec(p) = \vec(p)_(2) - \vec(p)_(1) = \vec(p)_(2) + (- \vec(p)_( 1))$, мұндағы $p_(1) = p_(2) = mv$.
Авогадро өлшеуі Авогадро құрылымы белгілі кристалдан тән рентген сәулелерін дифракциялау үшін пайдаланылуы мүмкін. Авогадро саны заттың бір мольіндегі атомдар санын білдіреді. Рентгендік спектроскопия – молекулалардың, атомдардың және атомдардың құрылысы мен қасиеттерін зерттейтін физиканың бір саласы. атом ядроларыжәне олар шығаратын электромагниттік сәулелену негізінде атомдар мен молекулалардың өзара әрекеттесуі.
Рентген сәулелену спектроскопиясы. Рентгендік абсорбциялық спектроскопия. Бұл атомның жергілікті құрылымын зерттеуге мүмкіндік береді осы түрдегісіңіру жиегінен жоғары 50 эВ энергияға дейінгі және 50 эВ жоғары жұтылу коэффициентінің ауытқуына негізделген материалда. Бірақ олар сәулеленудің жоғары қарқындылығын қажет етеді, сондықтан негізінен синхротрондық сәулелену қолданылады. Рентгендік фотоэлектронды спектроскопия. Оның принципі моноэнергетикалық фотондардың әсерінен зерттелетін үлгі шығаратын фотоэлектрондардың қасиеттерін зерттеуге негізделген.
Векторлық модуль $\Delta p = \sqrt(2) p_(1) = \sqrt(2) p_(2) = 4,6 \cdot 10^(21) кгм/с$. Шеңбердің кез келген нүктесіндегі центрге тартқыш үдеу модулі
$a_(n) = \frac(v^(2))(R) = 4,7 \cdot 10^(8) м/с^(2)$.
Бөлшекке әсер ететін Лоренц күші шеңбердің радиусы бойымен центрге қарай бағытталғандықтан, кез келген нүктедегі тангенциалды үдеу $a_( \tau) = 0$.
Тақырып бойынша тест:
Бұл ядроның валенттілік электрондары мен атомдық ядроларының күйлерін зерттеуге мүмкіндік береді. Бұл әдісте белгілі энергиясы бар рентген сәулелерінің шоғы үлгіге түседі, ол фотоэффект арқылы электрондарды сөндіреді. Бұл әдіс үлгінің жұқа қабаттарын сынауды қамтиды: талданатын металл қабатының қалыңдығы 0,5-2 нм, бейорганикалық заттар 1-3 нм және органикалық 3-10 нм. Синхротронды спектроскопия Синхротрондық сәулелену көзі - бұл бөлшектердің айналмалы жол бойымен қозғалысымен синхрондалған айнымалы электр өрісі арқылы үдетілген магнит өрісінің жоғарылауында қозғалатын синхротрондық немесе циклдік үдеткіш.
11 сынып
1-нұсқа
A1.Екі параллель өткізгіштің тұрақты токпен әрекеттесуін не түсіндіреді?
электр зарядтарының өзара әрекеттесуі;
ток күші бар бір өткізгіштің электр өрісінің екінші өткізгіштегі токқа әсері;
әрекет магнит өрісібір өткізгіштен басқа өткізгіштегі токқа.
қозғалатын зарядталғанда;
қозғалатын зарядсызда;
стационарлық зарядталғанға;
тыныштықтағы зарядсызға.
A4.Ұзындығы 10 см түзу өткізгіш индукциясы 4 Т біртекті магнит өрісінде және магнит индукциясы векторына 30 0 бұрышта орналасқан. Өткізгіштегі ток күші 3 А болса, магнит өрісінен өткізгішке әсер ететін күш қандай болады?
Бұл әдіс атомдардың, молекулалардың және қатты денелердің электрондық құрылымын зерттеу және сәулелену көздері мен детекторларды калибрлеу үшін радиометрия үшін қолданылады. Дебай температурасын өлшеу және атомдық орын ауыстыру қатты заттар. Электрондық тығыздық пен электрон импульсінің тығыздығының таралуын зерттеу. Электрондық тығыздықтың таралуы тән рентгендік сәулеленудің дифракциялық үлгілері арқылы алынады. Бұл заттың құрылымын анықтау үшін ғана емес, атомаралық байланыстарды тексеру үшін де маңызды.
Электрондық импульстің тығыздығы фотондардың немесе электрондардың Комптондық шашырауымен анықталады. Зымырандарды ұшыру аяқталды жер атмосферасы, радиалды рентген сәулелерін жұтатын, ашылуына әкелді үлкен мөлшеросы сәулелену көздері. Олардың көпшілігі біздің галактикамен байланысты, бірақ олардың саны, соның ішінде ең қуаттысы, оның сыртында орналасқан. Шаян тұманындағы күшті көз және Cas A көзінің жарықтығы бірдей. Бұл көздер шығаратын рентген сәулелері негізінен екі механизмге жауап береді: радиацияның тежелуі және синхротронның түзілуі.
1,2 Н; 2) 0,6 Н; 3) 2,4 Н.
| A5. |  |
магнит өрісінің қозғалатын зарядқа әсерін сипаттайтын құбылыс;
пайда болу құбылысы жабық цикл электр тогымагнит ағыны өзгергенде;
магнит өрісінің тогы бар өткізгішке әсерін сипаттайтын құбылыс.
1,2 А; 2) 0,6 А; 3) 2А.
B1.
| ҚҰНДЫЛЫҚТАР | ӨЛШЕМ БІРЛІКТЕРІ |
||
| A) | индуктивтілік | 1) | tesla (T) |
| B) | магниттік ағын | 2) | Генри (Гн) |
| IN) | магнит өрісінің индукциясы | 3) | Вебер (Вб) |
| 4) | вольт (V) |
||
B2.Массасы бар бөлшек м, тасымалдау заряды q Б шеңбер радиусы Ржылдамдықпен v. Бөлшектің жылдамдығы артқанда орбитаның радиусы, орбиталық периоды және кинетикалық энергиясы қандай болады?
| ФИЗИКАЛЫҚ ШАМДАР | ОЛАРДЫҢ ӨЗГЕРІСТЕРІ |
||
| A) | орбитаның радиусы | 1) | артады |
| B) | айналым кезеңі | 2) | төмендейді |
| IN) | кинетикалық энергия | 3) | өзгермейді |
C1.Индуктивтілігі 0,4 H болатын катушкада 20 В өзіндік индуктивті эмк пайда болды, егер бұл 0,2 с ішінде орын алса, ток күші мен катушканың магнит өрісінің энергиясының өзгеруін есептеңіз.
Тақырып бойынша тест:
«Магнит өрісі. Электромагниттік индукция»
11 сынып
2-нұсқа
A1.Магниттік иненің тогы бар өткізгіштің жанында айналуы оған әсер ететіндігімен түсіндіріледі:
өткізгіште қозғалатын зарядтардың әсерінен пайда болатын магнит өрісі;
өткізгіштегі зарядтардың әсерінен пайда болатын электр өрісі;
өткізгіштің қозғалатын зарядтарының әсерінен пайда болатын электр өрісі.
тек электр өрісі;
электр өрісі де, магнит өрісі де;
тек магнит өрісі.
|
A3. Суреттердің қайсысында тогы бар түзу өткізгіш тудыратын магнит өрісінің индукция бағыты дұрыс көрсетілген?
|  |
A4.Ұзындығы 5 см түзу өткізгіш 5 Т индукциясы бар біртекті магнит өрісінде және магнит индукциясы векторына 30 0 бұрышта орналасқан. Өткізгіштегі ток күші 2 А болса, магнит өрісінен өткізгішке әсер ететін күш қандай болады?
0,25 Н; 2) 0,5 Н; 3) 1,5 Н.
| A5.Магнит өрісінде тогы бар өткізгіш бар. Өткізгішке әсер ететін ампер күшінің бағыты қандай?
|  |
A6.Лоренц күші әрекет етеді
магнит өрісіндегі зарядсыз бөлшекке;
магнит өрісінде тыныштықтағы зарядталған бөлшекке;
магниттік индукция өрісінің сызықтары бойымен қозғалатын зарядталған бөлшекте.
1)1 Т; 2) 2 Т; 3) 3Т.
B1.Физикалық шамалар мен осы шамалар анықталатын формулалар арасындағы сәйкестікті орнату
|
ҚҰНДЫЛЫҚТАР | ӨЛШЕМ БІРЛІКТЕРІ |
||
| A) | Тогы бар өткізгішке магнит өрісінен әсер ететін күш | 1) | |
| B) | Магниттік өріс энергиясы | 2) | |
| IN) | Магнит өрісінде қозғалатын электр зарядына әсер ететін күш. | 3) | |
| 4) | |
||
B2.Массасы бар бөлшек м, тасымалдау заряды q, индукциясы бар біртекті магнит өрісінде қозғалады Бшеңбер радиусы Р жылдамдықпен v. Бөлшек заряды ұлғайған кезде бөлшектің орбиталық радиусы, орбиталық периоды және кинетикалық энергиясы қандай болады?
Бірінші бағандағы әрбір позиция үшін екінші бағандағы сәйкес орынды таңдап, кестедегі таңдалған сандарды сәйкес әріптердің астына жазыңыз.
| ФИЗИКАЛЫҚ ШАМДАР | ОЛАРДЫҢ ӨЗГЕРІСТЕРІ |
||
| A) | орбитаның радиусы | 1) | артады |
| B) | айналым кезеңі | 2) | төмендейді |
| IN) | кинетикалық энергия | 3) | өзгермейді |
C1.Қай бұрышта электр желілеріиндукциясы 0,5 Т магнит өрісі, көлденең қимасы 0,85 мм 2 және кедергісі 0,04 Ом мыс өткізгіш 0,5 м/с жылдамдықта оның ұштарында 0,35 В-ке тең индукцияланған ЭҚҚ қозатындай қозғалуы керек. ? ( қарсылықмыс ρ= 0,017 Ом∙мм 2 /м)
Тақырып бойынша тест:
«Магнит өрісі. Электромагниттік индукция»
11 сынып
3-нұсқа
A1.Магниттік өрістер пайда болады:
қозғалмайтын және қозғалатын электр зарядтары;
стационарлық электр зарядтары;
қозғалатын электр зарядтары.
A2.Магнит өрісі әсер етеді:
тек стационарлық электр зарядтары бойынша;
тек қозғалатын электр зарядтары бойынша;
қозғалатын және қозғалмайтын электр зарядтары.
A4.Индукциясы 30 мТ біртекті магнит өрісінен өрісте орналасқан ұзындығы 50 см, ток күші 12 А болатын түзу өткізгішке қандай күш әсер етеді? Сым магнит өрісінің индукция векторының бағытымен тік бұрыш жасайды.
18 N; 2) 1,8 Н; 3) 0,18 Н; 4) 0,018 Н.
| A5.Магнит өрісінде тогы бар өткізгіш бар. Өткізгішке әсер ететін ампер күшінің бағыты қандай? 1) жоғары; 2) төмен; 3) сол жақ; 4) оңға. |  |
A6.Анықтау кезінде сол қолдың созылған төрт саусағы нені көрсетеді
Ампер күштері
өрістің индукциялық күшінің бағыты;
ток бағыты;
Ампер күшінің бағыты.
1 м; 2) 0,1 м; 3) 0,01 м; 4) 0,001 м.
| ҚҰНДЫЛЫҚТАР | ӨЛШЕМ БІРЛІКТЕРІ |
||
| A) | ток күші | 1) | Вебер (Вб) |
| B) | магниттік ағын | 2) | ампер (А) |
| IN) | индукцияланған эмк | 3) | tesla (T) |
| 4) | вольт (V) |
||
B2.Массасы бар бөлшек м, тасымалдау заряды q, индукциясы бар біртекті магнит өрісінде қозғалады Бшеңбер радиусы Р жылдамдықпен v. Магнит өрісінің индукциясы ұлғайған кезде бөлшектің орбиталық радиусы, орбиталық периоды және кинетикалық энергиясы қандай болады?
Бірінші бағандағы әрбір позиция үшін екінші бағандағы сәйкес орынды таңдап, кестедегі таңдалған сандарды сәйкес әріптердің астына жазыңыз.
| ФИЗИКАЛЫҚ ШАМДАР | ОЛАРДЫҢ ӨЗГЕРІСТЕРІ |
||
| A) | орбитаның радиусы | 1) | артады |
| B) | айналым кезеңі | 2) | төмендейді |
| IN) | кинетикалық энергия | 3) | өзгермейді |
C1. 75 айналымнан тұратын катушкада магнит ағыны 4,8∙10 -3 Вб. Катушкада орташа индукцияланған ЭҚК 0,74 В пайда болу үшін бұл ағын қанша уақытта жоғалады?
Сынақ