Билет № 6 1. Какие экспериментальные доказательства наличия у фотона импульса вы знаете?
2. Укажите основные противоречия модели атома Резерфорда положениям классической физики.
3. Каким образом Столетов определил кинетическую энергию фотоэлектронов?
4. Определите длину волны, если атомная система перешла из состояния Е3 в Е2 и из Е1 в Е3. Эти переходы сопровождались излучением или поглощением энергии? Изобразите это на энергетической диаграмме. Е2 = 7 эВ; Е3 = 10 эВ.
5. Работа выхода для цинка равна 5,6 · 10¬¬¬-19 Дж. Возникнет ли фотоэффект под действием излучения, имеющего длину волны 0,45 мкм?
6. Электрон, масса покоя которого 9 · 10-31 кг, движется в ускорителе со скоростью, равной 0,8 скорости света. Определите массу движущегося электрона, его энергию покоя и полную энергию.
Отсюда координата тела тела x в любой момент времени t:
x – x0 = vxt
или
x = x0 + vxt.
Если начальная координата x0 = 0, то x = vxt.
Таким образом, координату тела при равномерном движении в любой момент времени можно определить, если известны его начальная координата и проекция скорости движения на ось X.
Проекции скорости и перемещения могут быть как положительными, так и отрицательными. Проекция скорости положительна, если направление движения совпадает с положительным направлением оси X (см. рис. 8, а). В этом случае x > x0. Проекция скорости отрицательна, если тело движется против положительного направления оси X (рис. 8, б). В этом случае x < x0.
4. Зависимость координаты тела от времени можно представить на графике.
Предположим, что тело движется из начала координат вдоль положительного направления оси X с постоянной скоростью. Проекция скорости тела на эту ось равна 2 м/с. Уравнение движения в этом случае имеет вид: x = 2t (м). Зависимость координаты тела от времени — линейная. Графиком такой зависимости является прямая, проходящая через начало координат (рис. 9).
Если в начальный момент времени координата тела x0 = 6 м, а проекция его скорости vx = 2 м/с, то уравнение движения имеет вид: x = 6 + 2t (м). Это тоже линейная зависимость координаты тела от времени, и ее графиком является прямая, проходящая через точку, для которой при t = 0 x = 6 м (рис. 10).
В том случае, если проекция скорости отрицательна, уравнение движения имеет вид: x = 6 – 2t (м). График зависимости координаты тела от времени представлен на рисунке 11.
Таким образом, движение тела может быть описано аналитически, т. е. с уравнения движения, и графически, т. е. с графика зависимости координаты тела от времени.
5. Пример решения задачи
При решении задач необходимо выполнять следующую последовательность действий.
1. Кратко записать условие задачи.
2. Проанализировать ситуацию, описанную в условии задачи:
— выяснить, можно ли принять движущиеся тела за материальные точки;
— сделатьрисунок, изобразив на нем векторы скорости;
— выбрать систему отсчета — тело отсчета, направления координатных осей, начало отсчета координат, начало отсчета времени; записать начальные условия (значения координат в начальный момент времени) для каждого тела.
3. Записать уравнение движения в векторной форме и для проекций на координатные оси.
4. Записать уравнение движения для каждого тела с учетом начальных условий и знаков проекций скорости.
5. Решить задачу в общем виде.
6. Подставить в формулу значения величин и выполнить вычисления.
7. Проанализировать ответ.
Два автомобиля движутся навстречу друг другу равномерно и прямолинейно: один — со скоростью 10 м/с, другой — со скоростью 20 м/с. Определите время и координату места встречи автомобилей, если в начальный момент времени расстояние между ними равно 120 м.
Дано:Решениеv1 = 10 м/сv2 = 20 м/сl = 120 мАвтомобили можно считать материальными точками, поскольку расстояние между ними много больше их размеров.t ?x ?
Задачу можно решить двумя аналитически и графически.
1-й Свяжем систему отсчета с Землей, ось OX направим в сторону движения первого автомобиля, за начало отсчета координаты выберем точку O — положение первого автомобиля в начальный момент времени (рис. 12).
В начальный момент времени координаты каждого тела равны: x01 = 0; x02 = l.
Запишем уравнение движения: x = x0 + vxt.
Уравнения движения для каждого тела с учетом начальных условий имеют вид:
x1 = v1t; x2 = l – v2t.
В момент встречи тел x1 = x2, следовательно: v1t = l – v2t.
Отсюда t = ;
t = = 4 с.
Подставив значение времени в уравнение для координаты первого автомобиля, получим значение координаты места встречи автомобилей: x = 10 •4 с = 40 м.
2-й Построим графики зависимости координаты автомобилей от времени, соответствующие уравнениям x1 = 10t (м) и x2 = 120 – 20t (м) (рис. 13). Точка A пересечения графиков соответствует времени и координате места встречи автомобилей: t = 4 с, x = 40 м.
ответ: t = 4 с,