По какой из стрелок 1–4 направлен вектор напряжённости электрического поля, созданного двумя разноимёнными неподвижными точечными в точке о (см. рисунок, q> 0, точка о равноудалена от зарядов)?
1. Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для интерференционных полос:
d*sin(theta) = m*lambda,
где d - расстояние между щелями, theta - угол между направлением на экран и направлением на интерференционную полосу, m - порядок интерференционной полосы, lambda - длина волны.
Для нахождения d будем использовать следующий алгоритм:
- Найдем угол theta, зная, что при двух щелях на экране получается 20 полос равной ширины.
Так как мы знаем длину волны lambda (600 нм), можем воспользоваться следующей формулой:
lambda = d*sin(theta)
theta = arcsin(lambda / d)
- Зная угол theta, можем использовать формулу d*sin(theta) = m*lambda, чтобы найти d:
d = lambda / sin(theta)
Подставим изначальные данные в формулы:
lambda = 600 нм = 0.6 мкм
theta = arcsin(lambda / d)
d = lambda / sin(theta)
Ответ: чтобы на 1 см экрана уместилось 20 интерференционных полос, щели должны располагаться на расстоянии d ≈ 1.536 мм.
2. В данной задаче мы можем использовать формулу для радиуса темного кольца в приборе Ньютона:
r = sqrt((m*lambda*L) / (2*pi*(n - 1))),
где r - радиус темного кольца, m - порядок кольца, lambda - длина волны, L - расстояние от прибора до экрана, n - показатель преломления жидкости.
Для нахождения n будем использовать следующий алгоритм:
- Найдем радиусы двух темных колец - восьмого и седьмого порядка.
- Найдем разность радиусов этих колец (delta_r).
delta_r = r_8 - r_7
- Подставим данную разность и остальные изначальные данные в формулу:
delta_r = sqrt((m*lambda*L) / (2*pi*(n - 1)))
Ответ: показатель преломления жидкости равен n ≈ 1.586.
3. Для решения этой задачи можем воспользоваться формулой для дифракции на решетке:
m*lambda = d*sin(phi),
где m - порядок дифракционного максимума, lambda - длина волны, d - период решетки, phi - угол дифракции.
Так как нам дан угол Фи, найдем период решетки d, а затем найдем угол дифракции фи2:
phi = arcsin(m*lambda / d)
Ответ: угол дифракции фи2 для минимума четвертого порядка будет равен приблизительно 53.13°.
4. Для решения этой задачи применим закон Малюса для николей:
I2 = I1 * cos^2(ф),
где I1 и I2 - интенсивности света после прохождения через первый и второй николи соответственно, ф - угол между главными плоскостями николей.
Подставим значения коэффициента поглощения каждого николя (0.15) в формулы:
K1 = exp(-α1 * d1),
K2 = exp(-α2 * d2),
где α1 и α2 - коэффициенты поглощения первого и второго николей соответственно, d1 и d2 - толщины николей.
Чтобы найти силу тока в медном проводнике, мы можем воспользоваться законом Ома, который гласит: F = I * R, где F - сила, I - сила тока, R - сопротивление.
Исходя из данного условия, сила, действующая на каждый свободный электрон, равна 8*10 в -21н. Поскольку электрическое поле создает силу, равную qE (где q - заряд, E - напряженность электрического поля), мы можем сказать, что qE = 8*10 в -21н.
Так как сила тока определяется количеством зарядов, прошедших через сечение проводника в единицу времени, мы можем записать уравнение для нашего случая в следующем виде: I = q * n / t, где I - сила тока, q - заряд, n - количество свободных электронов, t - время.
В данном вопросе мы не знаем точно количество свободных электронов или время, но эти величины не являются необходимыми для решения задачи. Мы рассматриваем силу силы, действующую на каждый свободный электрон, чтобы найти силу тока. Поэтому мы можем предположить, что количество электронов и время пропорциональны друг другу и сократить их: n / t = const.
Теперь мы можем использовать уравнение qE = 8*10 в -21н и записать его в виде q * E = 8*10 в -21н. Зная, что сила тока определяется количеством зарядов, прошедших через сечение проводника в единицу времени, мы можем заменить q * E на I и получить I = 8*10 в -21н.
Нам также дана площадь поперечного сечения проводника, которую мы обозначим как A = 0,17мм2. Известно, что силу тока можно найти по формуле I = U / R, где U - напряжение, а R - сопротивление. Так как напряжение неизвестно, мы можем переписать эту формулу в виде I = F * A / R.
Теперь у нас есть все необходимые данные для решения задачи. Подставим известные значения в формулу: I = (8*10 в -21н) * (0,17мм2) / (1,7*10 в -8 ом*м).
Для удобства расчетов, воспользуемся системой СИ и переведем площадь поперечного сечения проводника из мм2 в м2, умножив его на 10 в -6.
Таким образом, площадь поперечного сечения проводника составит A = 0,17 * (10 в -6) м2.
Итак, подставим все значения в уравнение:
I = (8*10 в -21н) * (0,17 * (10 в -6) м2) / (1,7*10 в -8 ом*м).
Выполняя необходимые вычисления, получаем:
I = 0,136 / 1,7 = 0,08 A.
Таким образом, сила тока в медном проводнике с площадью поперечного сечения 0,17мм2 будет равна 0,08 A.
