Элементы теории относительности

Задание 1.

 

Ответьте на вопросы.

 

1. В чем состояло противоречие, которое возникло в физике в конце 19 века и было решено созданием теории относительности?
2. Сформулируйте постулаты Эйнштейна.
3. Перечислите следствия из постулатов Эйнштейна.
4. Взаимосвязь массы и энергии. Что такое масса покоя? Что такое энергия покоя?

 

Задание 2.

 

Опишите в чем было противоречие классической механики Ньютона и электродинамики Максвелла? Каким образом можно было решить эти противоречия? Какое значение имели опыты Майкельсона и Морли по обнаружению эфира?

 

Задание 3.

 

Решите задачи.

 

1. Найти скорость движения частицы, если известно, что ее масса возросла в 3 раза.
2. На сколько увеличится масса железобетонной сваи с массой покоя 500 кг, если ее поднять на высоту 10 м
3. В космическом корабле, движущемся со скоростью 0,8с находится куб со стороной 3 м. Найти объём этого куба в в системе отсчета, связанной с кораблем и в системе отсчета, связанной с землей.
4. Один из братьев-близнецов отправляется в космическое путешествие со скоростью 0,99с к звезде, расстояние до которой 50 св. лет и возвращается обратно. Застанет ли он в живых своего брата, если в момент расставания им было по 20 лет?
5. Найти энергию покоя протона, если его масса покоя равна 1,67*10^-27кг.
6. Два космических корабля сближаются со скоростями 0,6с и 0,8с. Какую скорость сближения измерит пилот одного из кораблей?

 

Задание 4.

 

Ответьте на вопросы теста.

 

1. Космическая частица движется со скоростью 0,95с. Какой промежуток времени соответствует 1 мкс собственного времени частицы?

А. 1,6 мкс

Б. 3,2 мкс

В. 4,8 мкс

Г. 2,4 мкс

 

2. Длина неподвижного стержня равна 1 м. Определите длину стержня. Если он движется со скоростью 0,6 с.

А. 0,4 м

Б. 0,6 м

В. 0,8 м

Г. 1,2 м

 

3. Частица движется со скоростью 0,5 с. Во сколько раз релятивистская масса частицы больше ее массы покоя?

А. в 1,8 раза

Б. в 1,35 раза

В. в 1,15 раза

Г. в 1,05 раза

4. Масса тела 1 кг. Чему равна полная энергия этого тела?

А. 3·10⁸ Дж

Б. 9·10⁸ Дж

В. 9·10¹⁶ Дж

Г. 3·10¹⁶ Дж

5. Тело массой 18 кг было поднято на высоту 10 м. Как при этом изменилась его энергия?

А. увеличилась на 2·10^-14 кг

Б. увеличилась на 2·10¹⁴ кг

В. уменьшилась на 2·10^-14 кг

Г. увеличилась на 2·10¹⁴ кг

 

Квантовая физика.

Световые кванты.

Задание 1.

 

Ответьте на вопросы.

 

1. Что явилось причиной создания квантовой теории излучения?
2. В чем отличие рентгеновских спектров излучения от спектров теплового излучения?
3. Что является источником рентгеновского излучения?
4. Что такое фотоэффект.
5. Законы фотоэффекта.
6. Что такое задерживающее напряжение?
7. Что такое «красная граница» фотоэффекта? Формула.
8. Что такое фотон? Чему равны его масса и скорость?
9. Формула для расчета длины волны де Бройля. Почему волновые свойства микрочастиц заметны, а волновые свойства макротел - нет?

 

Задание 2.

 

1) Почему при освещении отрицательно заряженной пластины электроскопа она теряет свой заряд, а при освещении положительно заряженной пластины электроскопа заряд не изменяется?

2) Почему в опытах Столетова по исследованию фотоэффекта фототок не прекращался, даже если напряжение между катодом и анодом было равно нулю?

 

Задание 3.

 

Решите задачи.

 

1. Найти частоту и длину волны фотона, масса которого равна массе покоя электрона.
2. Найти импульс фотона, масса которого равна массе покоя электрона.
3. Найти массу фотона с длиной волны 6*10^-5 см. Сколько надо набрать таких фотонов, чтобы их масса была равна массе покоя электрона?
4. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны 520 нм?
5. Фотон выбивает с поверхности металла с работой выхода 2 эВ электрон с энергией 2 эВ. Какова минимальная энергия такого фотона?
6. Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта, для натрия составляет 530 нм. Определить работу выхода электронов из натрия.
7. Работа выхода электронов из кадмия равна 4,06 эВ. Какова частота света, если максимальная скорость фотоэлектронов равна 7200 км/с?

 

Задание 4.

 

Ответьте на вопросы теста.

 

1. Максимальная скорость фотоэлектронов зависит от…

А. частоты света, падающего на катод и его интенсивности

Б. частоты света, падающего на катод

В. интенсивности света, падающего на катод

Г. рода материала, из которого изготовлен катод

 

2. Планк предположил, что атомы любого тела испускают энергию…

А. непрерывно

Б. отдельными порциями

В. способами, указанными в 1 и 2, в зависимости от условий

Г. атомы вообще не испускают энергию, а только поглощают

 

3. Как называется коэффициент пропорциональности между энергией кванта и частотой излучения?

А. постоянная Авогадро

Б. постоянная Больцмана

В. постоянная Планка

Г. Постоянная Фарадея

4. Почему явление внешнего фотоэффекта имеет красную границу?

А. если частота света мала, то энергия кванта может оказаться недостаточной для отрыва электрона от атома

Б. если частота большая, то энергия кванта может оказаться недостаточной для отрыва электрона от атома

В. если длина волны мала, то энергия кванта может оказаться недостаточной для отрыва электрона от атома

Г. фотоэффект может наблюдаться только при воздействии красного света

5. Фотоны какого цвета имеют наибольшую массу?

А. красного

Б. желтого

В. синего

Г. фиолетового

 

6. Чему равен импульс фотона с длиной волны 663 нм?

А. 10²⁷ (кг·м)/с

Б. 10¹⁷ (кг·м)/с

В. 10^-27 (кг·м)/с

Г. 10^-17 (кг·м)/с

 

7. На рисунке приведены графики задерживающего напряжения от частоты падающего света для двух различных вакуумных фотоэлементов. Какое из следующих утверждений является правильным?

А. Работа выхода электронов для катода 1 больше, чем для катода 2.

Б. Работа выхода электронов из катода 1 больше 1,5 эВ.

В. Энергия фотонов падающего излучения, соответствующая точке C на графике, меньше 7 эВ.

Г. Точке C на графике соответствует напряжение, меньшее 5 В.