Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Слободецкий И.Ш. -> "Всесоюзные олимпиады по физике" -> 50

Всесоюзные олимпиады по физике - Слободецкий И.Ш.

Слободецкий И.Ш., Орлов В.А. Всесоюзные олимпиады по физике — М.: Просвещение, 1982. — 256 c.
Скачать (прямая ссылка): vsesouznieolimpiadipofizike1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 92 >> Следующая

единице объема (р on п). Поэтому
Др _ Д п р п
Для оценки можно считать, что
0,01.
или
/3
- V ¦
1 /ч _
X /И '
Поэтому
т - 2 - - 1/4L, р S У RT
где М - молярная масса воздуха. Подставляя в это выражение числовые
значения величин, получим:
т w 70 с.
133
При решении задачи не были учтены явления, связанные с соударениями
молекул. Поэтому приведенное решение носит оценочный характер и результат
является правильным только по порядку величины.
173. См. решение задачи 168.
174. Рассмотрим два тонких слоя толщиной Ал:, расположенных по разные
стороны от сечения 55 на одинаковых расстояниях от него (рис. 216). Эти
слои можно рассматривать как обкладки плоского конденсатора с одинаковыми
по модулю, но разноименными зарядами. Напряженность поля этих зарядов
можно вычислить по формуле
р _
где Qax -заряд каждой обкладки, 5 -ее площадь.
В сечении 55 напряженность поля равна сумме напряженностей полей всех
подобных пар тонких слоев:
<АХ
enS
8 0S
АХ-
Следовательно,
г- ends
ESS= -
end
Такие разделения зарядов, нарушающие нейтральность плазмы в малых
объемах, действительно возникают. Они приводят к колебаниям плазмы. Так
как сила, действующая в возникающем поле на электрон, равна
e2nd
F = eE =
то
0)
- ? V-
ezn
Так как 2QAX - это заряд слоя плазмы толщиной d, то
2 Qax = ends.
l+l+l+j-l-l-
|+l+|+|-|-|-
1+1+1+гН-
l+l+l+l-l-l-l+l+l+l-l- -
|+|+|+|_|_|_
I I I I I I I
ix sAX
Рис. 216
e0 me
Эта частота называется плазменной частотой.
175. Обозначим через Е" освещенность поверхности линзы и через 5 площадь
этой поверхности. Тогда падающий на линзу световой поток Ф определяется
формулой
Ф = E0S.
Попадая на изображение площадью 5х, этот световой поток создает
освещенность
Е = ~ = Е0~.
Sl °S,
Площадь изображения 5, зависит от фокусного расстояния линзы. Обозначим
через а угол между пучками лучей, идущих от крайних точек Солнца (рис.
217). Так как этот угол мал (ос " 0,008), то d = Fa и с _ nd2 ^ nF2а2
Oj - -- W - .
Поэтому
4S
Рис. 217
" nF2а2
Если линзу разрезать'по диаметру и сложить плоскими сто-
134
ронами, то площадь линзы уменьшится вдвое:
S' = -.
2
Фокусное расстояние тоже уменьшится вдвое (оптические силы линз
складываются):
D = 1 = J-+ 1
F F
F
ИЛИ
F' = -F.
2
Следовательно, освещенность изображения Солнца станет равной
2 S
яа2 ^7,'^ I
Очевидно, что
- = 2.
Е
Таким образом, освещенность изображения увеличится вдвое.
176. См. решение задачи 171.
177. Величина W равна работе, которую необходимо затратить для того,
чтобы удалить из атома электрон.
Легко найти работу, которую необходимо затратить для того, чтобы удалить
электрон с поверхности атома "на бесконечность" (бесконечно далеко от
него). Эта работа равна потенциальной энергии электрона у поверхности
положительно заряженного шара. Так как потенциал электрического поля на
поверхности шара равен
Ф =
4л е0Я
(где е - заряд шара и R -его радиус), то работа
е2
Чтобы найти работу, которую необходимо затратить для перемещения
электрона из центра атома на его поверхность, мысленно разобьем шар на
тонкие шаровые слои толщиной AR. На протяжении каждого из таких слоев
можно силу, действующую на заряд, считать постоянной. Напряженность поля,
создаваемого зарядами каждого из слоев в полости, ограниченной этим
слоем, как известно, равна нулю, а вне слоя напряженность такая же, какой
она была бы, если бы весь заряд слоя был сосредоточен в центре шара. Это
означает, что напряженность электрического поля внутри атома на
расстоянии г от его центра определяется формулой
Е =
4лъ0г3
а сила, действующая в этом поле на электрон, -формулой
F = еЕ =
4яе0г2
где <7 - заряд, который находится внутри сферы радиуса г.
Так как заряд е распределен в объеме шара равномерно, то в единице объема
сосредоточен заряд
-лЯ3
3
Ai = ц>е =
Значит, внутри шара с радиусом г будет находиться заряд
3 е 4 , / г \ з
а =----------- -лг3 = el -
^ 4 4лЯ3 3 \Я
Поэтому
г, е2г
4ле0/?
4леи/?3
135
Для того чтобы вычислить работу, которая совершается при перемещении
электрона в атоме, умножим среднее значение силы на перемещение R
электрона. Так как сила, действующая на электрон, пропорциональна
расстоянию электрона от центра атома, то среднее значение силы равно
половине модуля силы, действующей на электрон на поверхности атома:
F = -
1 гп
ср
2 4яе0/?3
-R =
8яеп/?2
Поэтому А2 = F R = -
* р 8 яе0/?2 8m0R Следовательно,
R =
Wi = A1 + A2 =
+
Отсюда
Зяе0Я 8яе0Я
R =
Зе2
8ле0Гг
Подставив численные значения величин (энергия ионизации атома водорода Wt
= = 13,6 эВ, или 21,7 • 10-19 Дж; заряд же ядра атома водорода е = 1,6-
10-19 Кл), получаем для радиуса атома водорода в модели Томсона значение
К" 1,6 • 10-10 м.
178. При подключении конденсатора по стержню начинает идти ток /,
благодаря чему на стержень действует сила
F = ВЦ, направленная перпендикулярно
стержню и вектору В.
Так как время t разряда конденсатора мало, то можно считать, что мало
также и проис-
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 92 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed