Ф И З И К А - 2. пәні бойынша техникалық мамандықтарына арналған есептер жинағы ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Transcript

1 ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Жәңгір хан атындағы Батыс Қазақстан аграрлық- техникалық университеті «Физика және математика» кафедрасы Ф И З И К А - пәні бойынша техникалық мамандықтарына арналған есептер жинағы ОРАЛ 014

2 Сайфутдинова Г.С. оқытушы Бахтиярова С.Б. оқытушы Пікір беруші: т. ғ.к., доцент Жексембиева Н.С. Ф И З И К А пәні бойынша техникалық мамандықтарына арналған есептер жинағы «Физика және математика» кафедрасының отырысында талқыланды, 014 ж. 19 сәуіріндегі 9 хаттама. Политехникалық факультетінің оқу-әдістемелік бюросымен ҧсынылды, 014 ж. 3 сәуіріндегі 9 хаттама. Университеттің оқу-әдістемелік кеңесінде қаралды, 014 ж. сәуіріндегі 9 хаттама. Ҧсынылып отырған «Физика» пәнінен әдістемелік қҧралдың негізгі бӛлігі есептерден тҧрады және қысқаша теориялық мәліметтер мен ҧғымдар беріліп, формулалар, анықтамалық кестелер келтірілген. Бҧл оқу қҧралы техникалық мамандықтарда оқитын студенттерге арналы жазылған. РМК «Жәңгір хан атындағы Батыс Қазақстан аграрлық-техникалық университеті»

3 Кіріспе Физика курсын терең меңгеру ҥшін, тек теорияны білу ғана жеткілікті емес, физиканыңзаңдарына және қҧбылыстарына негізделген есептерді шығару арқылы теориялықматериалды бекітіп және табиғатта, кҥнделікті тҧрмыста кездесетін жағдайларға физика тҧрғысан тҥсіндіріп әрі іс жҥзінде белсенді тҥрде қолдану маңызды. Ҧсынылып отырған кӛмекші техникалық мамандықтарына арналып жазылған оқу-әдістемелік қҧралдың мақсаты жоғары оқу орындарының техникалық мамандықтарда оқитын топтарға физиканың электр және магнетизм, оптика, атомдық және ядорлық физикадан есептер жинағы ретінде қолданылуы. Әр тарау бойынша жҥйеден тыс ӛлшем бірліктерін ХБ жҥйеге аудару, негізгі формулалар, есеп шығару мысалдары, мамандықтарына сәйкес есептер және жауабы келтірілген. Сонымен қатар, оқу қҧралында жалпы әдістемелік нҧсқаулар және анықтамалық кестелер берілген.

4 МАЗМҰНЫ Кіріспе...3 Косымша...5 I. Электрамагнетизм...11 II. III. IV. Гармоникалық тербелмелі қозғалыс және толқындар...0 Атом және атом ядросының физикасы...4 Радиактивтіқ...33 V. Ядролық реакциялар...37 VI. Элементар бӛлшектер...40 Пайдаланылған әдебиеттер...45

5 Кесте 1.Негізгі физикалық шамалар Қ О С Ы М Ш А Физикалық шама Белгіленуі Сан мәндері Еркін тҥсу ҥдеуі Тартылыс тҧрақтысы Авогадро тҧрақтысы Универсал газ тҧрақтысы Стандартный объем * Больцман тҧрақтысы Элементар заряд Вакуумдегі жарық жылдамдығы Стефан-Больцман тҧрақтысы Вин тҧрақтысы Планк тҧрақтысы Ридберг тҧрақтысы Бор радиусы g G N A R V m k е c σ b h ħ R a 9,81 м/с 6, м 3 /(кг с ) 6, моль -1 8,31 Дж/моль К, м 3 /моль 1, Дж/К 1, Кл 3, м/с 5, Вт/(м К 4 ), м К 6, Дж с 1, Дж с 1, м -1 0, м Бор Магнетон Энергия ионизации атома водорода Атомның бірлік массасы Электрлік тҧрақты Магниттік тҧрақты В Е i а.е.м , А м, Дж (13,6 эв) 1, кг 8, Ф/м Гн/м

6 Кесте. Астрономиялық шамалар Аталуы Жер радиусы Жердің массасы Кҥн радиусы Кҥннің массасы Айдың радиусы Айдың массасы Жердің Кҥнге дейінгі арақашықтығы Жердің Айға дейінгі арақашықтығы Мәні 6, м 5, кг 6, м 1, кг 1, м 7,33 10 кг 1, м 3, м Кесте 3. Қатты денелердің тығыздығы Қатты дене Тығыздық, кг/м 3 Қатты дене Тығыздық, кг/м 3 Алюминий, Мыс 8, Барий 3, Никель 8, Ванадий 6, Қорғасын 11, Висмут 9, Кҥміс 10, Темір 7, Цезий 1, Литий 0, Мырыш 7,

7 Кесте 4. Кейбір қатты денелердің қасиеттері Заттар Меншікті жылу сыйымдылығы, кдж/кг Балқу температурасы, 0 С Меншікті сыйымдылығы, Дж/кг К жылу Алюминий ,4 896 Су (мҧз) Темір Мыс ,5 395 Қалайы 58, Платина Кҥміс 87, Қорғасын, Болат Мырыш Кесте 5. Диэлектриктердің диэлектрлік ӛтімділігі Диэлектрик Диэлектрик Бензин,0 Балауыз 7,8 Су 81 Винипласт 3,5 Глицерин 43 Гетинакс 8,0 Керосин,0 Парафин,0 Кастор майы 4,5 Слюда 6,0 Трансформатр майы 5,0 Шыны 6,0 Скипидар,3 Фарфор 6,0 Эбонит,6

8 Кесте 6. Ӛткізгіштердің меншікті кедергісі Металл, мком м Металл, мком м Алюминий 0,08 Ниобий 0,18 Висмут 1,065 Қалайы 0,1 Вольфрам 0,055 Платина 0,105 Темір 0,098 Сынап 0,958 Алтын 0,04 Қорғасын 0,05 Индий 0,09 Кҥміс 0,016 Кадмий 0,076 Тантал 0,135 Кобальт 0,06 Титан 0,4 Мыс 0,017 Хром 0,14 Молибден 0,057 Мырыш 0,059 Никель 0973 Цирконий 0,41 Кесте 7. Сыну кӛрсеткіші Сҧйықтар Кӛрсеткіші Қатты зат Кӛрсеткіші Бензол 1,50 Алмаз,4 Су 1,33 Кварц 1,54 Глицерин 1,47 Корунд 1,77 Масло льняное 1,47 Мҧз 1,31 Скипидар 1,46 Слюда 1,60 Толуол 1,49 Шыны 1,5-1,9

9 Кесте 8. Электрондардың металдан шығу жұмысы Металл А, эв Металл А, эв Алюминий 3,74 Никель 4,84 Вольфрам 4,5 Платина 5,3 Литий,4 Кҥміс 4,74 Калий,0 Цезий 1,9 Натрий,7 Мырыш 3,74 Кесте 9. Кейбір радиактивті элементтердің жартылай ыдырауы Изотоп Символы Жартылай ыдырау периоды Актиний Иод Кобальт Магний Радий Радон Стронций Фосфор Церий 5 89 Ас I 60 7 Co 7 1 Mg 6 86 Ra 86 Rn Sr 10 тәулік 8 тәулік 5,3 жыл 10 мин 160 жыл 3,8 тәулік 7 жыл 14,3 тәулік 85 тәулік 3 15 P Ce

10 Кесте 10. Кейбір бӛлшектердің тыныштық массасымен энергиясы Бӛлшек m 0 F 0 кг а.е.м. Дж а.е.м. Электрон Протон Нейтрон Дейтрон бӛлшек 9, , , , , , ,0078 1,00867, , , , , , , , Нейтральды -мезон, ,14498, Кесте 11. ХБ жүйесінің негізгі ӛлшем бірліктері: масса киллограмм (кг) жҥрген жолы, орын ауыстыру, ҧзындық метр (м) уақыт, период секунд (с) температура кельвин (К) зат мӛлшері моль (моль) ток кҥші ампер (А) жарық кҥші кандела (кд)

11 I. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Магнит ӛрісі (м. ӛ.) электромагниттік ӛрісінің біліну тҥрі. Ол қозғалыстағы зарядтарға, тогі бар ӛткізгіштерге және магниттік моменттері бар денелер мен бӛлшектерге әсер етеді. М. ӛ. кӛздері болып тогі бар ӛткізгіштер, қозғалыстағы электр зарядтары, магниттік моменттері бар денелер мен бӛлшектер және айнымалы электр ӛрістері болып табылады. М. ӛ. қҧйынды ӛріс. Оның кҥш сызықтары тҧйықталған. Табиғатта магнит зарядтары жоқ! Магниттiк индукция (B) магнит ӛрiсінің негізгі (кҥштік) сипаттамасы болып табылатын векторлық шама. Магниттелгендік (магниттелу векторы) магнетиктің бірлік келемінің магнит моментіне тең, заттың магниттелуін сипаттайтын шама. Магнетик магниттік қасиеттерін қарағандағы заттардың атауы. Магнит тұрақтысы μ 0 = 4π 10-7 Г/м. 0 Idl, r Био Савар Лаплас заңы - [1.1] db 4 r Біртекті изотропты ортадағы магнит ӛрісінің кернеулігі мен индукциясының байланысы B = μ 0 μh [1.] Дӛңгелек токтың центріндегі магнит ӛрісінің индукциясы - [1.3] 3 I B 0 R Ампер күші - F = B I Δ l sin α, df Idl, B [1.4]. Лоренц күші - F qvb [1.5] Электрмагниттік индукция тҧйық контурмен шектелген бетті уақыт бойынша айнымалы магнит ағыны тесіп ӛткенде, осы контурда электр тогының (Э Қ К ің) пайда болуы. Индукциялық ток электрмагниттік индукция арқылы пайда болған электр тогы., Фуко токтары (құыйынды токтар) тҧтас шомбал ӛтізгіштерде қозатын индукциялық токтар. Ӛздік идукция тҧыйқ контурда, осы контурмен жҥретін ток ӛзгергендегі Э Қ К ің пайда болуы. Индуктивтік (ӛздік индукция коэффициенті) контурда (электр тізбегінде), осы контурдағы ток ӛзгергендегі қозатын Э Қ К ке себепші болатын параметр. Ӛз ара индукция екі байланысқан контурлардың біреунде ток ӛзгерген кезде, оның екіншісінде Э Қ К ің пайда болуы.

12 Ӛз ара индукциякоэффициенті екі байланысқан контурлардың индуктивтік байланысын сипаттайтын параметр. Электрмагниттiк индукция заңы - контурда пойда болатын индукция Э. Қ. К. і осы контурмен шектелген беттен ӛтетін магнит ағынының уақыт бойынша ӛзгеріс жылдамдығына тура пропорционал - dφ [1.6] ε i. dt Ӛздiк индукция Э. Қ. К. - контурда пойда болатын ӛздiк инукция Э. Қ. К. і осы контурдағы токтің уақыт бойынша ӛзгеріс жылдамдығына тура пропорционал εs [1.7] di L. dt Ленц ережесi - индукцилық токтің тудырған магнит ӛрісі әрқашанда сол токтің себепші магнит ағынын сақтап қалуға тырысады. Контур арқылы ӛтетін магнит ағыны - Ф = LI. [1.8] Ҧзын соленоидтің (тороидтің) индуктивтігі - L = μ 0 μn V. [1.9] Тогы бар контурдың магнит ӛрісінің знергиясы - [1.10] LI W m. Есеп шығару мысалдары Есеп 1. Индукциясы 0,03 Тл біртекті магнит ӛрісінде протонның шеңбер бойымен айналғандағы бҧрыштық жылдамдығын анықтаңдар. Шешуі. Бҧрыштық жылдамдығымен айналу жиілігі, T T R R шеңбердің радиусы, протонның жылдамдығы. Магнит ӛрісінде қозғалған зарядқа әсер ететін Лоренц кҥші F л q B sin Есептің шарты бойынша B, Лоренц кҥші векторы жылдамдық векторына перпендикуляр, протонның қалыпты ҥдеуін береді Ньютонның екінші заңы бойынша a n R

13 F л ma n m, R m R Q B Осы ӛрнектен протонның жылдамдығымен айналу периодын анықтаймыз q B R, m T m Q B Сонда бҧрыштық жылдамдық 19 Q B 1,6 10 0,03,, m 1, Тҥзу сызықты ҧзын екі ӛткізгіш бі-бірінен 10 см қашықтықта параллель болып орналасқан. Ӛткізгіш арқылы қарама-қарсы бағытта І 1 = І =5а токтар ӛтеді. Әр ӛткізгіштен 10 см қашықтықта тҧрған нҥктедегі магнит ӛрісі кернеулігінің шамасы мен бағытын табу керек. 1.. Вертикаль орналасқан ӛткізгіш арқылы жоғарыдан тӛмен қарай І=8а ток ӛтеді. Осы ӛткізгіштен қандай r қашықтықта жердің магнит ӛрісі мен токтың ӛрістері қосылғаннан пайда болған ӛрістің кернеулігі жоғары қарай вертикаль бағытталған болады? Жер ӛрісінің горизонталь қҧраушысы H 1 =0. э Тогы бар тҥзусызықты АВ ӛткізгіш кесіндісінің, осы кесіндінің ортасына тҥсірілген одан 5 см қашықтықтағы перпендикулярға орналасқан С нҥктесінде жасайтын магнит ӛрісінің кернеулігін табу керек. Ӛткізгіш арқылы ӛтетін ток а-ға тең. АВ ӛткізгіштің кесіндісі С нҥктесінен 60 бҧрыш арқылы кӛрінеді Алдыңғы есепті, ӛткізгіштегі ток 30 а-ге тең, ал ӛткізгіштің кесіндісі С нҥктесінен 90 бҧрыш арқылы кӛрінеді деген шарт бойынша шығару керек. С нҥктесі ӛткізгіштен 6 см қашықтықта орналасқан Тогы бар тҥзу сызықты ӛткізгіш кесіндісінің ҧзындығы 30 см. Осы кесіндіден қандай шекті қашықтықта кесіндінің ортасына тҥсірілген перпендикулярда жатқан нҥкте ҥшін магнит ӛрісін шексіз ҧзын тҥзу сызықты токтың ӛрісі деп қарастыруға болады? Осылай деп ҧйғарғанда болатын қае 50 проценттен аспай керек. Нұсқау. Жіберілетін қате, мҧндағы Н 1 тогы бар ӛткізгіштің кесіндісінен болатын ӛріс, ал Н шексізҧзын тҥзу сызықты токтан болатын ӛріс Тогы бар шексіз ҧзын тҥзу сызықты ӛткізгіштен 5 см қашықтықта тҧрған С нҥктесіндегі магнит ӛрісінің кернеулігі 400 а/м-ге тең. 1) % нақтылыққа дейінгі кернеуліктің бҧл мәні ӛткізгіштің қандай шекті ҧзындығанда дҧрыс болады. ) Егер тогы бар ӛткізгіштің ҧзындығы 0 см болса, С нҥктесіндегі магнит ӛрісінің кернеулігі неге тең болады? С нҥктесі осы ӛткізгіштің ортасына тҥсірілген перпендикулярда орналасқан Катушканың центріндегі магнит ӛоісінің кернеулігін шексіз ҧзын соленоидтың ӛріс кернеулігі ҥшін берілген формула арқылы тауып алуға болатын болса,катушканың ҧзындығының оның диаметріне қатынасы неге тең болу керек?осылай деп ҧйғарғандағы жіберілген қате 5%-тен аспау керек Ҧзындығы 3 см,ал диаметрі см соленоид осінің бойымен магнит ӛрісі кернеулігінің бӛлінуін табу керек.соленоидпен ӛтетін токтың кҥші а-ге тең.катушканың 6 с -1.

14 орам саны 100.Әрбір 0,5 см сайын 0 х 3см интервалдағы х-тің мәндері ҥшін алынған Н мәндерінің таблицасын жасап,масштабты тҥсірілген график қҧру керек Сыйымдылыгы 10-5 ф конденсатор э.қ. кҥші 100в-ке тең батареядан периодты тҥрде зарядталып,содан кейін катушка арқылы разрядталып отырады.катушканың формасы 3 орамнан тҧратын диаметрі 0 см сақина тәрізді,онымен қоса сақинаның жазықтығы магнит меридианының жазықтығымен сәйкес келеді.катушканың центіріне орналасқан горизонталь магнит стрелкасы 45 о бҧрышқа бҧрылады.конденсаторды әр секунд сайын 100 рет ауыстырып қосып отырады.осы тәжирибедегі мәліметтерден жердің магнит ӛрісі кернеулігінің горизонталь қҧраушысын табу керек Сыйымдылығы 10 мкф конденсатор 10 в потенциал айырмасын беретін батареядан периодты тҥрде зарядталып,содан кейін 00 орамнан тҧратын ҧзындығы 10см соленоид арқылы разрядталып отырады.соленоидтың ішіндегі магнит ӛрісі кернеулігінің орташа мәні 3,0 э Конденсатор секунд сайын неше рет ауыстырып қосылып тҧрады? Соленоидтың диаметрін оның ҧзындығымен салыстырғанда ӛте кішкене деп аламыз Кернеулігі 1000 в біртекті магнит ӛрісінде квадрат рамка орналасқан.оның жазықтығы магнит ӛрісінің бағытымен 45 о бҧрыш жасайды.рамканың қабырғасы 4 см. Рамкадан ӛтетін магнит ағынын анықтау керек Индукциясы 0,05 тл-ға тең магнит ӛрісінде ҧзындығы 1м стержень айналады. Стерженьнің бір ҧшынан ӛтетін айналу осі магнит ӛрісінің кҥш сызықтарына параллель болып келген.стерженьнің әрбір айналымындағы қиып ӛтетін магнит индукциясының ағынын табу керек Ауданы 16 см -ге тең рамка біртекті магнит ӛрісінде айн/сек жасай айналады.айналу осі рамканың жазықтығында магнит ӛрісінің кҥш сызықтарына перпендикуляр болып орналасқан.магнит ӛрісінің кернеулігі 7,96*10 4 а/м-ге тең.мыналарды:1)рамкадан ӛтіп шығатын магнит ағынының,уақытқа тәуелділігін,)магнит ағынының ең ҥлкен мәнін табу керек Темірдің ҥлгісі орналасқан магнит ӛрісінің кернеулігі 10 э.осы жағдайдағы темірдің магниттік ӛтімділігін табу керек Ҧзындығы 30 см кішкене диаметрлі соленоидтың ішіндегі магнит ӛрісі энергиясының кӛлемдік тығыздығы 1,75дж/м 3 -ге тең болу ҥшін қанша ампер-орам керек болады? Кӛлденең қимасының ауданы 3 см,ал ҧзындығы 10 см темір ӛзегі бар соленоидтың ішінде 4000 мкс магнит ағынын жасау ҥшін қанша ампер-орам керек болады? Тороидтың темір ӛзегінің ҧзындығы,5 мм-ге тең,ал ауа саңылауының ҧзындығы - 1см.Тороид обмоткасының орам саны 1000-ға тең.ток кҥші 0 а болғанда ауа саңылауындағы магнит ӛрісінің индукциясы 1,6 тл-ға тең болады.осы жағдайдағы темір ӛзектің магниттік ӛтімділігін анықтау керек.(темірдің осы берілген сорты ҥшін В мен Н арасындағы байланыс белгісіз) Тҥзу сызықты параллель екі ҧзын ӛткізгіш бір-бірінен 10см қашықтықта орналасқан. Ӛткізгіш арқылы ток I 1 =0а және I =30а, бір бағытта ӛтеді. Осы ӛткізгіштерді бір-бірінен 0см қашықтықта алыстату ҥшін қандай жҧмыс істеу керек болады(ӛткізгіштің бірлік ҧзындығына)?

15 1.19. Тҥзу сызықты параллель екі ҧзын ӛткізгіш бір-бірінен біршама қашықтықта орналасқан. Ӛткізгіштен шамалары және бағыттары жағынан бірдей ток ӛтеді. Осы ӛткізгіштерді бір-бірінен екі есе қашықтықта алыстату ҥшін 5,5 эрг/см-ге тең жҧмыс істеу керек деп алып,(ӛткізгіштің бірлік ҧзындығынан келетін) әрбір ӛткізгіштен ӛтетін токтың кҥшін табу керек Ҧзындығы 0см сымнан 1)квадрат және ) дӛңгелек формалы контур жасалынған. Индукциясы 1000 гс-қа тең біртекті магнит ӛрісінде тҧрған әр контурға әсер ететін кҥштің айналдырушы моментін табу керек. Контурлардан ӛтетін токтың кҥші а. Әр контурдың жазықтығы магнит ӛрісінің бағытымен 45 0 бҧрыш жасайды Кӛлденең қимасының ауданы 1мм -ге тең алюминий сымы (проводы) магнит меридианына перпендикуляр горизонталь жазықтықта ілінген. Осы арқылы (батыстан шығысқа қарай) кҥші 1,6а-ге тең ток ӛтеді.1)cымға жердің магнит ӛрісі жағынан әсер ететін кҥш оның салмағының қандай ҥлесін қҧрады? )Осы кҥштің салдарынан 1 м сымның салмағы қаншалықты кемиді? Жердің магнит ӛрісінің горизонталь қҧраушысы 0, э-ке тең. 1.. Ҧзындығы 3 см, ал кӛлденең см тік бҧрышты каркасқа оралған 400 орам жіңішке сымнан тҧратын гальванометр катушкасы индукциясы 1000 гс-қа тең магнит ӛрісіндегі жіпке ілінген. Катушка арқылы ӛтетін токтың кҥші 10-7 а. 1) Катушканың жазықтығы магнит ӛрісінің жазықтығына параллель. ) катушканың жазықтығы магнит ӛрісі мен 60 0 бҧрыш жасайды деп алып, гальванометрдің катушкасына әсер ететін айналдырушы моментін табу керек Вертикаль орналасқан тҥзу сызықты ҧзын сымнан 0см қашықтықта диаметрі 0,1 мм, ҧзындығы 10 см жіңішке жіпке магнит моментін 10 - а*м -ге тең қысқа магнит стрелкасы ілінген. Стрелка сым мен жіп арқылы ӛтетін жазықтықта орналасқан. Егер сым арқылы кҥші 30а-ге тең ток жіберілсе, онда стрелканың бҧрылатын бҧрышы қандай болады? Жіп матералының ығысу модулі 600кг/мм. Система Жердің магнит ӛрісінен экрандалған орам сымнан тҧратын гальвонаметрдің катушкасы кернеулігі 16*10 4 а/м магнит ӛрісінде диаметрі 0,1 мм,ҧзындығы 10см жіпке оның жазықтығы магнит ӛрісінің бағытына параллель келетіндей ілінген. Катушка рамкасының ҧзындығы аһ, см ал кӛлденеңі b=1,9см-ге тең. Егер катушка 0,5 0 бҧрышқа бҧрылатын болса, онда каттушканың обмоткасынан қандай ток ӛтетін болады? Жіп материалының ығысу модалі 600 кг/мм Квадрат рамка, оның жазықтығына тҥсірілген нормальмен магнит ӛрісінің кҥш сызықтары 90 0 бҧрыш жасайтындай етіп сымға ілінген. Рамканың қабырғасы 1 см-ге тең. Ӛрістің магнит индукциясы 1,37*10 - тл-ға тең. Егер рамка арқылы кҥші I=1а ток жіберсек, онда ол 1 0 бҧрышқа бҧрылады. Сым материалының ығысу модулін табу керек. Сымның ҧзындығы 10 см, ал жіптің радиусы0,1 мм Дӛңгелек контурды, оның жазықтығы ӛрістің ккҥш сызықтарына перпендикуляр болатындай етіп, біртекті магнит ӛрісінде орналастырылған. Магнит ӛрісінің кернеулігі 000 э. Контурдан кҥші а-ге тең ток ӛтеді. Контурдың радиусы см. Контурды диаметрімен сәйкес келетін осьтің айналасында қа бҧру ҥшін қандай жҧмыс істеуге болады? 1.7. Индукциясы 0,5вб/м -ге тең біртекті магнит ӛрісінде ҧзындығы 10 см ӛткізгіш бірқалыпты қозғалады. Ӛткізгіш арқылы ӛтетін токтың кҥші а. Ӛткізгіш 0см/сек жылдамдықпен қозғалады да оның бағыты магнит ӛрісінің бағытына перпендикуляр

16 болып келеді. Мыналарда 1)ӛткізгіштің 10 сек уақыт қозғалғандағы оның орын ауыстыруына жҧмсалған жҧмысты, ) осы қозғалысқа шығарылған қуатты табу керек Қозғалыс мӛлшерінің моменті 1, кг м /сек-ке тең а-бӛлшегі,оның қозғалысының жылдамдығына перпендикуляр болып келген біртекті магнит әсеріне ҧшып кіреді.магнит ӛрісінің индукциясы, тл-ға тең.α-бӛлшегінің кинетикалық энергиясын табу керек Атомдық салмақтары 39 және 41 калий изотоптарының бір зарядты иондары 300 в потенциал айырмасымен ҥдетіледі;содан кейін олар ӛздерінің қозғалысының бағытына перпендикуляр болып келген магнит ӛрісіне келіп тҥседі.магнит ӛрісінің индукциясы 800гс.Осы иондардың траекторияларының қисықтық радиусын табу керек Зарядталған бӛлшекті кернеулігі 500 э біртекті магнит ӛрісіне 10 8 см/сек жылдамдықпен ҧшып кіріп,содан кейін радиусы 8,3 см шеңбер доғасының бойымен қозғалады деп есептеп,зарядталған бӛлшек ҥшін q/m қатынасты табу керек.бӛлшектің қозғалыс жылдамдыгының бағыты магнит ӛрісінің бағытына перпендикуляр болып келген.электрон,протон және α-бӛлшек ҥшін табылған мәнді q/m мәнімен салыстырыңыздар U=300 в потенциял айырмасымен ҥдетілген электрондар шоғы,чертежден бізге қарай бағытталған,біртекті магнит ӛрісіне ҧшып кіреді(58-сурет).ӛрістің ені l=,5 см.магнит ӛрісі болмаған уақытта электрондар шоғы магнит полюстерінің ҧшынан l 1 =5см қашықтықта тҧрған флуоресциялаушы АА экранының F нҥктесінде дақ береді.магнит ӛрісін қосқан уақытта дақ В нҥктесіне ауысады.магнит ӛрісінің индукциясын 1, вб/м -ге тең деп алып,электрондар шоғының х=fb ығысуын табу керек Кернеулігі Н= а/м магнит ӛрісі мен кернеулігі Е=10 в/см электр ӛрісі бір жаққа қарай бағытталған.осындай электромагнит ӛрісіне электрон v=10 5 м/сек жылдамдықпен ҧшып кіреді.электронның нормаль аn тангенциаль аt және толық α ҥдеулерін табу керек.есепті мынадай шарттар ҥшін :1)электронның жылдамдығы кҥш сызықтарына параллель деп және )электронның жылдамдығы ӛрістің кҥш сызықтарына перпендикуляр деп шыгару керек Индукциясы В=5гс магнит ӛрісі,кернеулігі Е=10 в/см электр ӛрісіне перпендикуляр болып бағытталған.кейбір жылдамдықпен ҧшып келе жатқан электрондар шоғы ӛрістер орналасқан кеңістікке ҧшып кіреді де,электрондардың жылдамдығы Ежәне В векторлар жатқан жазықтыққа перпендикуляр болады.мыналарды:1)электрондар шоғына екі ӛрістің әсері бір уақытта тигенде олар ешқайда бҧрылмайы деп,электрондардың жылдамдығын,)бір ғана магнит ӛрісін қосқан уақыттағы электрондардың траекториясының қисықтық радиусын табу керек U=6 кв потенциал айырмасымен ҥдетілген электрон біртекті магнит ӛрісіне 0 оның бағытына а=30 бҧрышпен ҧшып кіреді де спираль бойымен қозғала бастайды.магнит ӛрісінің индукциясы В= вб/м.мыналарды:1)спираль ораманың радиусын және )спиральдің қадамын табу керек Протон біртекті магнит ӛрісінің бағытына а=30 0 бҧрыш жасай ҧшып кіреді де радиусы 1,5 см-ге тең спиральдің бойымен қозғалады.магнит ӛрісінің индукциясы 10 3 гсқа тең.протонның кинетикалық энергиясын табу керек Электрон жазық горизонталь конденсатордың пластиналарына параллель бағытта v 0 =10 7 м/сек жылдамдықпен ҧшып кіреді.конденсатордың ҧзындығы l=5 см:конденсатордың электр ӛрісінің кернеулілігі Е=100 в/см: электрон конденсатордан ҧшып шыққанда кҥш сызықтары электр ӛрісінің кҥш сызықтарына перпендикуляр магнит

17 ӛрісіне келіп тҥседі.магнит ӛрісінің индукциясы В=10 - тл.мыналарды:1)магнит ӛрісіндегі электронның винт тәрізді траекториясын Индукциясы 1000 гс-қа тең біртекті магнит ӛрісінде 100 орам сымнан тҧратын катушка бір қалыпты айналады. Катушка 5айн/сек жасайды. Катушканың кӛлденең қимасының ауданы 100см. Айналу осі катушкагың осі мен магнит ӛрісінің бағытына перпендикуляр болып келеді. Айналып тҧрған катушкадағы индукцияның максимал э. қ. кҥшін табу керек Индукциясы 0,8 тл біртекті магнит ӛрісінде рамка 15 рад/сек бҧрыштық жылдамдықпен бір қалыпты айналады. Рамканың ауданы 150 см.. айналу осі рамканың жазықтығында жатады да магнит ӛрісінің кҥш сызықтарының бағытымен 30 О бҧрыш жасйды. Айналып тҧрған рамкадағы индукцияның максималь э.қ. кҥшін табу керек Ҧзындығы 1 м горизонталь стержень оның бір ҧшы арқылы ӛтетін вертикаль осьтің тӛңірегінде айналады. Айналу осі индукциясы тл-ға тең магнит ӛрісінің кҥш сызықтарына параллель болып орналасқан. Стерженьннің бір секундта жасайтын қандай айналымында оның ҧштарындағы потенциал айырмасы 1мв-ке тең болады? Ҧзындығы 0 см, ал кӛлденең қимасының ауданы 30см -ге тең соленоидқа сым орамы кигізілген. Соленоидтың 30 орамынан 3 а ток ӛтеді. Соленоидтағы токты 0,001 сек бойы айырып тастағанда соленоидқа кигізілген орамда қандай орташа э.қ. кҥші индукцияланады? Егер алдыңғы есепте қарастырылған соленоидтың ішінде темір ӛзек бар десек, онда орамда индукцияланған орташа э.қ. кҥші неге тең болады? 1.4. Ҧзындығы 144 смғ ал диаметрі 5 см соленоидқа сым орамы кигізілген. Соленоидтың обмоткасы 000 орамнан тҧрады және оның бойымен а ток ӛтеді. Соленоидтың ішінде темір ӛзегі бар. Соленоидтты токтап 0,00 сек бойы алып тастағанда соленоидқа кигізілген орамда индукцияланатын орташа э.қ. кҥші қандай болады? индукциясы 0,1 тл-ға тең біртекті магнит ӛрісінде 00 орамнан тҧратын катушка айналады. Катушканың айналу осі оның осіне және магнит ӛрісінің бағытына перпендикуляр болады. Катушканың айналу периоды 0, сек-қа тең, катушканың кӛлденең қимасының ауданы 4 см. Айналып тҧрған катушкадағы индукцияның максималь э.қ. кҥшін табу керек ) Орам саны 400 болатын катушканың 0 см ҧзындығындағы индуктивті табу керек. Катушканың кӛлденең қимасының ауданы 9см. ) Ішіне темір ӛзегі енгізілген жағдайдағы осы катушканың индуктивтілігін табу керек. Темір ӛзек затының оның жҧмыс істеген уақытындағы магниттік ӛтімділігі 400-ге тең соленоидтың обмоткасы кӛлденең қимасы S= 1мм мыс сымының N орамынан тҧрады. Солеоидтың ҧзындығы l=5 см, ал оның кедергісі R= 0, ом. Соленоидтың индуктивтлігін анықтау керек Ҧзындығы 0см, ал диаметрі 3см катушканың 400 орамы бар. Катушка арқылы кҥші а ток ӛтеді. Мыналарды: 1) катушканың индуктивтілігін, ) оның кӛлденең қимасының ауданын тесіп ӛтетін магнит ағынын табу керек Индуктивтігі 0,001 гн бір қабат обиоткалы катушка қанша орам санынан тҧрады? Катушканың диаметрі 4см, ал сымынң диаметрі 0,6 мм. Орамдар бір-біріне тығыздалып оралған Темір ӛзегі бар катушканың кӛлденең қимасының ауданы 0 см, орам саны 500-ге тең. Ӛзегі бар катушканың орамынан ӛткен токтың кҥші а болғанда индуктивтілігі 0,8 гн-ге тең болды. Осы жағдайдағы темір ӛзектің магниттік ӛтімділігін табу керек.

18 1.49. Ҧзындығы 50 см, ал кӛлденең қимасының ауданы см соленоидтың индуктивтігі 10 7 гн. Соленоидтың ішіндегі магнит ӛрісі энергиясының кӛлемдік 7 тығыздығы ток кҥшінің қандай мәнінде 10 3 дж/ м -ге тең болады? Егер ток кҥші Ι=1a болғанда катушкадан ӛтіп шығатын магнит ағыны Ф=00 мкс болса, индуктивтігі L=0.001 гн катушканың орам саны қанша болады? Темір ӛзегі бар соленоидтың кӛлднең қимасының ауданы 10 см -ге тең. 1) Соленоидтың кӛлденең қимасының ауданынан ӛтіп шығатын магнит ағыны 1, вб-ге тең болатын жағдайында ӛзек материалының магниттік ӛтімділігін табу керек. ) Осы магнит ағыны соленоидтан ӛтетін ток кҥшінің қандай мәніне сәйкес болатынлығын табу керек, осы жағдайдағы соленоидтың индуктивтілігін 0,44 гн-ге тең деп аламыз. Соленоидтың ҧзындығы 1 м-ге тең Ҧзындығы 50 см соленоидтың ішіне ӛзек ҥшін В=f(H) тәуелділігі белгісіз темір сорты енгізілген. Соленоидтың бірлік ҧзындығына келетін орам саны 400-ге тең, соленоидтың кӛлденең қимасының ауданы 10 см. 1)Соленоидтың орамынан ӛтетін ток кҥші 5 а болған кездегі ӛзектің магниттік ӛтімділігін табу керек. Осы қарастырып отырған жағдайда, ӛзегі бар соленоидтың кӛлденең қимасының ауданынан ӛтетін магнит ағыны 3 1,6 10 вб-ге тең екендігі белгілі. ) Осы есептің шартындағы берілгендер арқылы соленоидтың индуктивтілігін табу керек Темір қзегі бар соленоидтың ҧзындығы 50 см, кӛлденең қимасының ауданы 10см және орамының саны Соленоидтың обмоткасынан ӛтетін ток: 1) I=0.1 a, ) І =0. a, 3) І 3 = a деп алып, осы соленоидтың индуктивтілігін табу керек Екі катушка ортақ бір ӛзекке оралған. Бірінші катушканың индуктивтивтілігі 0, гн, ал екіншінікі - 0,8 гн; екінші катушканың кедергісі 600 Ом. Егер бірінші катушка арқылы ӛтетін 0,3 а-ге тең токты 0,001 сек уақытқа ҥзіп тастадық десек, онда екінші катушкадан ӛтетін ток қандай болады? Индукциясы 0,1 тл-ға тең магнит ӛрісінде мыс сымнан жасалған квадрат рамка қойылған. Сымның кӛлденең қимасының ауданы 1 мм, рамканың ауданы 5 см, рамканың жазықтығына тҥсірілген нормаль ӛрістің кҥш сызықтарының бойымен бағытталған. Магнит ӛрісі жоғалып кеткен уақытта рамканың контурынан қандай электр мӛлшері ӛтеді? Индукциясы 500 гс магнит ӛрісінде, 00 сым орамынан тҧратын катушка орналасқан. Катушканың кедергісі 40 Ом, оның кӛлденең қимасының ауданы 1 см. 0 Катушка оның осі магнит ӛрісінің бағытымен 60 бҧрыш жасайтындай орналасқан. Магнит ӛрісі жоғалып кеткен уақыттағы катушка арқылы ӛтетін электр мӛлшері қандай болады? Радиусы см дӛңгелек контур индукциясы 0, вб/ м біртекті магнит ӛрісінде орналастырылған. Контурдың жазықтығы магнит ӛрісіне перпендикуляр етіп қойылған 0 және оның кедергісі 1 Ом-ға тең. Катушканы 90 бҧрышқа бҧрғандағы ол арқылы ӛтетін электр мӛлшері қандай? Ҧзындығы 1 см, кӛлденең қимасының ауданы 10 см соленоидқа 50 орамнан 3 тҧратын катушка кигізілген. Катушка кедергісі 10 Ом-ға тең баллистикалық гальванометрмен жалғастырылған. 00 орамнан тҧратын соленоидтың обмоткасымен кҥші 5 а ток ӛтеді. Соленоидтағы токты ҥзіп тастаған уақытта гальванометрдің стрелкасы шкала бойымен 30 бӛлікке ауытқып тҥсті деп алып, гальванометрдің баллистикалық тҧрақтысын табу керек. Баллистикалық гальванометрдің кедергісіне қарағанда кішкене болатын катушканың кедергісі есепке алынбайды. Гальванометрдің баллистикалыӛ тҧрақтысы деп, стрелканы шкала бойымен бір бӛлікке ауытқытатын сан жағынан электр мӛлшеріне тең шаманы айтады Магнит ӛрісінің индукциясын ӛлшеу ҥшін электромагниттің полюстерінің арасына 50 орамнан тҧратын және баллистикалық гальванометрмен жалғастырылған

19 катушканы орналастырған. Катушканың осі магнит ӛрісінің бағытына параллель болып орналасқан. Катушканың кӛлденең қимасының ауданы см -ге тең, ал оның кедергісі гальванометрдің кедергісіне қарағанда есепке алынбайды. Гальванометрдің кедергісі осі Ом, ал оның баллистикалық тҧрақтысы 10 к/бӛл. Катушканы магнит ӛрісінен тез жҧлып алғанда гальванометр стрелкасы шкаланың 50-ге тең бӛлігіне ытқып тҥсетін болды. Магнит ӛрісінің индукциясы неге тең? Темірдің магниттік ӛтімділігін ӛлшеу ҥшін одан ҧзындығы 50см және кӛлденең қимасының ауданы 4 см тороид жасалды. Тороидтың бір обмоткасының орамы 500, ол ток кӛзімен жалғастырылған, екіншісінің орам саны 1000, ол гальванометрмен жалғастырылған. Бірінші ретті орамдағы токтың бағытын қарама-қарсы бағытқа ауыстырғанда, біз екінші ретті орамда индукцияланған ток алатын боламыз. Бірінші ретті орамдағы 1а ток кҥшінің бағытын ауыстырғанда, гальванометр арқылы 0,06 к электр мӛлшері ӛтеді деп алып, орамның кедергісі 0 омға тең Ыстық кҥйіндегі кедергісі 10омға тең электр лампасы дроссель арқылыон екі вольттік аккумулятормен жалғастырылады. Дроссельдің индуктивтігі гн, кедергісі 1 ом. Егер лампы кернеу 6 в болғанда білінерліктей жарқырай бастаса, онда ол аккумуляторға қосылғаннан кейін қаншща уақыттан кейін жанатын болады? 1.6. Ҧзындығы 0 см, ал кӛлденеңі см катушка берілген. Катушканың обмоткасы кӛлденең қимасының ауданы 1мм мыс сымының 00орамынан тҧрады. Катушка бір шама э.қ. кҥші бар тізбекке қосылған. Ауыстырып-қосқыш арқылы э.қ.кҥшін ҥзіп тастағанда катушка қысқа тҧйықталады. Э.қ. кҥшін ҥзіп тастағаннан кейін қанша уақытта тізбектегі токтың кҥші екі есе кемитін болады? Индуктивтігі 0,-ге тең және кедергісі 1,64 ом катушка берілген. Э.қ.кҥшін ҥзіп итастап, катушканың қӛысқа тҧйықталуынан 0,05сек уақыттан кейін катушкадағы токтың кҥші неше есе кемитіндігін табу керек? Катушканың кедергісі R=10ом, ал индуктивтігі L=0,144 гн. Катушканы ток кӛзіне қосқанда қанша уақыттан кейін оның ішінде пайда болатын токтың жартысына тең болатын ток орнайтын болады? Контурдың кедергісі ом, ал индуктивтігі 0,гн. Э.қ. кҥшін тізбекке қосқан моменттен бастап контурдан ӛтетін ток кҥшінің ӛсуі уақытқа тәуелді болатындығының графигін қҧру керек. Ӛсіп тҧрған ток кҥшінің ең ақырындағы ток кҥшіне қатынасын ордината осінің бойына саламыз. Графикті әрбір 0,1 сек сайын алынгған 0 t 0,5 интервал ҥшін қҧру керек. Әдебиеттер:[3],[4],[5].

20 II. ГАРМОНИКАЛЫҚ ТЕРБЕЛМЕЛІ ҚОЗҒАЛЫС ЖӘНЕ ТОЛҚЫНДАР Гармониялық тербелмелі қозғалыстың теңдеуінің тҥрі мынандай болады. [.1], Мҧндағы х нҥктенің тепе-теңдік қалыптан ығысуы, бҧл әр тҥрлі уақыт кезеңінде тҥрліше болады, А* амплитуда, Т- период, ф бастапқы фаза, тербеліс жиілігі, бҧрыштық жиелік. Тербеліс,жасайтын нҥктенің жылдамдығы мынаған те: [.], Ал [.3] ҥдеуі. Массасы м нҥктенің әсерінен гармониялық тербеліс жасайтын кҥш мынаған тең: [.4] Мҧндағы: [.5] Осыдан [.6] Осындағы Т-F=-kx, кҥштің әсерінен тербеліс жасайтын нҥктенің тербеліс периоды, ал k деформация коэффициенті, ол сан жағынан бірге тең ығысу туғызатын кҥшке тең болады. Тербелшен нҥктенің кинетикалықэнергиясы [.7] Ал потенциалық энергиясы [.8]

21 Толық энергиясы [.9]. Гармониялық тербелмелі қозғалыстардың мысалы ретінде маятниктің кішкене тербелісінің алуға болады. Математикалық маятниктің тербелістерінің периоды [.10] Мҧндағы l-маятниктің ҧзындағы, ал g - ауырлық кҥшінің ҥдеуі. Бір жаққа бағытталған периодтары бірдей екі гармониялық тербелістерді қосқанда периоды сольқосындыдағы тербелістердің периодындай гармониялық тербеліс аламыз, оның амплитудасы мынандай болады. [.11], Ал, оның бастапқы фазасы мына теңдеу арқылы табылады..1. Тербелістің бастапқы фазалары: 1) 0, ), 3) π, 4) π, 5) π-ге тең болады деп алып, гармониялық тербелмелі қозғалыстың теңдеуін жазу керек. Тербелістің амплитудасы 5 см, ал тербеліс периоды 8 сек. Осы барлық жағдайдағы тербелістің грайигін қҧру керек... Амплитудалары (А 1 =А = см) және периодтары (Т1=Т =8сек) бірдей, ал фазаларының айырмасы: 1), ), 3) π, 4) π болатын екі гармониялық тербелістерді бір графикке қҧру керек..3. Гармониялық тербеліс жасайтын нҥкте тепе-теңдік қалыптан қозғалыс басынан қанша уақыт ӛткеннен кейін амплитуданың жартысына ығысатын болады. Тербеліс периоды 4 сек-қа, бастапқы фаза нольге тең..4. Гармониялық тербелістің бастапқы фазасы нольге тең. Периодтың қандай ҥлесінен кейін нҥктенің жылдамдығы оның максимал жылдамдығының жартысына тең болады?.5. х=7 теңдеу бойынша тербелмелі қозғалыс жасайтын нҥкте, тепе-теңдік қалыптан максимал ығысуға дейінгі жолды қозғалыс басынан қанша уақыт ӛткеннен кейін жҥреді?.6. Гармониялық тербелістің амплитудасы 5 см, ал периоды 4 сек. Тербелетін нҥктенің максимал жылдамдығы мен оның максимал ҥдеуін табу керек..7. Нҥктенің қозғалысы x= см теңдеуі тҥрінде берілген. Мыналарды: 1) тербелістің периодын, ) нҥктенің максимал жылдамдығын, 3) оның максимал ҥдеуін табу керек..8. Нҥктенің қозғалысы х= теңдеу тҥрінде берілген. Нҥкте ӛзінің максимал жылдамдығы мен максимал ҥдеуіне қандай уақыт моменттерінде жететіндігін табу керек.

22 .9. Нҥкте гармониялық тербеліс жасайды. Тербеліс периоды сек, амплитудасы 50 мм, ал бастапқы фазасы нольге тең. Нҥктенің тепе-теңдік қалыптан алынған ығысуы 5 мм-ге тең болған кеқдегі жылдамдығын табу керек..10. Нҥктенің максимал ҥдеуі 49,3 см/сек, тербеліс периоды сек болғандағы нҥктенің алғашқы тепе-теңдік қалпынан алынған ығысуы 5 мм гармониялық тербелмелі қозғалыстың теңдеуін жазу керек..11. Гармониялық тербелістің бастапқы фазасы нольге тең. Нҥктенің тепе-теңдік қалыптан,4 см-ге тең ығысуы кезінде нҥктенің жылдамдығы 3 см/сек, ал,8 см-ге тең ығысуы кезінде жылдамдығы см/сек. Осы тербелістің амплитудасы мен периодын табу керек..1. Массасы 10 г материалдық нҥкте х=см теңдеу бойынша тербеледі. Нҥктеге әсер ететін кҥш пен тербелетін нҥктенің толық энергиясын табу керек..13. Массасы 16 г материалық нҥктенің тербеліс теңдеуі мынадай тҥрде: х= см берілген. Нҥктенің кинетикалық, потенциалық және толық энергияларының уақытқа (бір периодтығ шегіндегі) тәуелділігінің графигін қҧру керек..14. Мынадай уақыт моменттері ҥшін: 1) t= сек, ) t= сек, 3) t= сек гармониялық тербеліс жасайтын нҥктенің кинетикалық энергиясының оның потенциал энергиясына қатынасы неге тең болады? Тербелістің бастапқы фазасы нольге тең..15. Гормониялық тербелмелі қозғалыс жасайтын дененің толық энергиясы 3*10-5 дж-ға тең,ал денеге әсер ететін максимал кҥш 1,5*10-3 н ға тең.тербелістің периодын сек-қа,ал бастапқы фазасын 60 о - қа тең деп,осы дененің қозғалыс теңдеуін жазу керек..16. Материялықнҥктенің гормониялық тербелісінің амплитудасы Асм,ал тербелістің толық энергиясы W=3*10-7 дж.тербелістегі нҥктенің тепе теңдік қалпынан есептегендегі қандай ығысуында оған әсер ететін кҥш F=.5*10-5 н болады?.17. Ҧзындығы м жіпке ілінген шарикті 4 о бҧрышқа бҧрып бҧрып,оның тербелісін бақылайды.тербелісті гормониялық ӛлшейтін деп есептеп,шариктің тепе-теңдік қалыптан ӛткендегі жылдамдығын табу керек.шариктің тепе-теңдік қалыптан ӛткендегі жылдамдығын механикадағы теңдеу арқылы тауып есептің шешуін тексеріңіздер..18. Пружинаға 10кг жҥк ілінген.1кг кҥштің әсерінен пружина 1,5см-ге созылатындығын біле отырып,осы жҥктің вертикаль тербелісінің периодын анықтау керек..19. Пружинаға жҥк ілінген.жҥктің тербелісінің максимал кинетикалық энергиясы 1 дж-ға тең болады деп алып,пружина деформациясының коэфицентін табу керек.тербелістің амплитудасы 5 см-ге тең..0. Жҥктер бірдей екі пружинаға ілінген.егер пружиналарды бір-бірімен тізбектеп жалғастырудан параллель жалғастыруға ауыстырсақ,онда оларға ілінген жҥктің вертикаль тербелісінің периоды қалай ӛзгереді?.1. Пружинаға ілініп қойған мыс шарик вертикаль тербеліс жасайды.егер осы пружинаға радиусы мыс шаригінің радиусына тең болатын алюминий шаригін ілсек,онда осы шариктің вертикаль тербелісінің периоды қалай ӛзгереді?.. Ҥстіне гир салынған таразының табақшалары пружинаға ілінген.осы уақытта вертикаль тербелістің периоды 0,5сек-қа тең болады.таразының табақшаларына қосымша гир салынғаннан кейінгі оның вертикаль тербелісінің периоды 0,6 сек-қа тең болады.осы қосымша гирдің әсерінен пружинаның қаншаға ҧарғанын табу керек?

23 .3. Сҧйықтың ішінде жҥзіп журген ареометрдің салмағы Р=0.кг.Егер осы ареометрді сҧйықтың ішінде шамалы батырып,содан кейін босатып жіберсек,онда ол Т=3.4сек периодпен тербеліс жасай бастайтын болады.тербелісті ӛшпейтін деп есептеп,осы тәжірибедегі мәліметтер бойынша ареометр жҥзіп жҥрген сҧйықтың тығыздығын табу керек.ареометрдің цилиндр тәрізді вертикаль тҥтігінің диаметріd=1 смге тең*.4. Бір жаққа қарай қарай бағытталған периодтары бірдей 8 сек-қа тең және амплитудалары да бірдей 0,0м екі гормониялық тербелмелі қозғалысты қосқанда пайда болатын қозғалыстың теңдеуін жазу керек.осы тербелістердің арасындағы фаза айырмасы кетең.тербелістің біреуінің бастапқы фазасы нольге тең..5. х 1 =0,0 sin м және х =0,03 sin мте4деулермен бір жаққа қарай бағытталған тербелістерді қосудан пайда болатын гармониялық тербелістердің тербелістің амплидудасын және бастапқы фазасын табу керек. Әдебиеттер:[1],[4],[5].

24 Фотонның энергиясы III. АТОМ ЖӘНЕ АТОМ ЯДРОСЫНЫҢ ФИЗИКАСЫ h [3.1] h c 34 h 6,63 10 Джс Планк тҧрақтысы, с вакуумдегі жарық жылдамдығы толқын ҧзындығы жиілік фотонның импульсы p mc [3.] h Сыртқы фотоэффект ҥшін Эйнштейна теңдеуі h [3.3] m A max h металлдың бетіне тҥскен фотонның энергиясы A металлдан ҧшқан m max электронның жҧмысы, фотоэлектрондардың максимал кинетикалық энергиясы фотоэффекттінің қызыл шекарасы 0 [3.4] A h фотоэффект байқалатын минимал жиілік ( 0 ҧзындығы). сәйкес максимал толқын Комптон шашырауындағы шыққан толқын ҧзындығының ӛзгеруі (комптондық ығысу) [3.5] h mc h 1 cos sin mc 0 c sin тҥскен жарықтың толқын ҧзындығы шашыраған жарықтың толқын ҧзындығы, тҥсетін жарықтың қысымы Ee p 1 c [3.6] 1 w m электронның тыныштық массасы шашырау бҧрышы, Бетке қалыпты

25 Сутегі атомының сәуле шығарудағы сериясын сипаттайтын формуласы Бальмердің жалпы R, R m n m n [3.7] сутегі атомының спектріндегі спектрлік сызықтардың жиіліктері 3,9 7 және R 1,1 10 м -1 - Ридберга тҧрақтысы, m сериясын анықтайды ( ( n m1, n m, m3,... анықтайды. 15 R 10 с -1 m 1,,3,...), )сәйкес серияға сәйкес келетін жекелеген сызықтарды m=1 Лайман сериясы, m= Бальмер сериясы m=3 Пашен сериясы m=4 Брэкет сериясы m=5 - Пфунд сериясы m=6 - Хэмфри сериясы Бордың 1- постулаты (стационар кҥйдегі постулат) m r n ( e [3.8] n n m электронның массасы электронның жылдамдығы n e бойымен радиусы r n.болғандағы Бордың 1- постулаты (жиіліктер ережесі ) n n 1,,3,...) ші орбита h [3.10] E n E m E n және m кҥйі. Сутегі атомының Бор модельнің E сәуле шығырғанға дейінгі және шығарғаннан кейінгі атомның стационар n ші стационар орбитасы r n [3.11] 4 m e e 0 ( n 1,,3,...) Бірінші Бор радиусы r 1 a 5,8 пм. [3.1] Де- Бройля толқын ҧзындығы

26 [3.13] h p Релятивистік емес бӛлшектер ҥшін [3.14] h, m0 p m [3.15] 0 m 0 T Релятивистік бӛлшектер ҥшін, [3.16] h m 0 c p m [3.18] 1 m 0, c 1, m бӛлшектің тыныштық массасы, m релятивистік масса, 0 бӛлшектің жылдамдығы, T кинетикалық энергия, E 0 m0c бӛлшектің тыныштық энергиясы, с жарықтың вауумда таралу жылдамдығы )Жарықтың қызыл сәулелерінің (λ= см), )рентген сәулелерінің (λ=0,5 Å Å) және 3) гамма-сәулелерінің (λ=1, Å) фотондарының массасын табу керек. 3.. Фотонға сәйкес келетін толқын ҧзындығын 0,016 Å-ге тең деп алып,оның энергиясын,массасын және қозғалыс мӛлшерін анықтау керек Сынап доғасының қуаты 15 вт-қа тең.сәуле шығарудың толқын ҧзындықтары: 1) 613 Å, ) 5791 A, 3) 5461 Å, 4) 4047 Å, 5) 3655 Å және 6) 537 Å болғанда секунд сайын шығарылатын жарық кванты қанша болады? Осы сызықтардың интенсивтігі сынап доғасының интенсивтігінің мынадай бӛлігіне сәйкес келеді: 1) %, ) 4 %, 3) 4% 4),9%, 5),5% және 6) 4%. Қуаттың 80 процентін сәуле шығаруға кетеді деп есептеңіз Электронның кинетикалық энергиясы толқын ҧзындығын λ=500 Å фотонның энергиясына тең болу ҥшін, ол қандай жылдамдықпен қозғалуға тиіс? 3.5. Электронның қозғалыс мӛлшері толқын ҧзындығы λ=500 Å фотонның қозғалыс мӛлшеріне тең болу ҥшін ол қандай жылдамдықпен қозғалуға тиіс?

27 3.6. Фотонның массасы электронның тыныштықтағы массасына тең болу ҥшін, оның энергиясы қандай болу керек? 3.7. Фотондардың монохромат шоғының S=см аудан арқылы t=0,5мин ішінде ауыстырмалы қозғалыс мӛлшері p ф = г см/сек-қа тең. Осы фотондар шоғы ҥшін бірлік уақыт ішіндегі бірлік аудунға тҥсетін энергияны табу керек Екі атомдық газ молекуласының кинетикалық энергиясы қандай температурада толқын ҧзындығы λ= 5, мм фотонның энергиясына тең болады? 3.9. Жоғары энергия кезіндегі рентген және гамма-сәуле шығару дозаларын рентгенмен ӛлшеуге арналған шарттарды жҥзеге асыру қиын болғандықтан, ГОСТ кванттар энергиясынан 3 Мэв-қа дейінгі сәуле шығару ҥшін доза бірлігі ретінде рентгенді қолдануға жол береді.рентген ӛлшеу бірлігін рентген сәуле шығарудың қандай шекті толқын ҧзындығына дейін пайдалануға болатындығын табу керек Қозғалыс мӛлшері 0 0 С температурадағы сутегі молекуласының қозғалыс мӛлшеріне тең болатын фотонның массасын табу керек.молекуланың жылдамдығын орташа квадрат жылдамдыққа тең болады деп есептейміз А.Г.Столетовтың "Актино-элекртлік зерттеу"(1888ж.) деген еңбегінде тҧңғыш рет фотоэффектінің негізгі заңдары анықталынды.оның тәжірбиелерінен алынған нәтежелерінің бірінде мынадай анықтама берілген: "Разрядтаушы әсерлерге неғҧрлым сынғыштық қасиеті бар,толқынт ҧзындықтары мм-ден кіші жатады". А.Г. Столетовтың жҧмыс істегенде пайдаланған металдан электронның шығу жҧмысын анықтау керек Литий,натрий,калий және цений ҥшін фотоэффектінің қызыл щегін табу керек Кейбір металл ҥшін фотоэффектінің қызыл шегі 750 Å-ге тең. Фотоэффекті туғызатын фотон энергиясының минимал амасы неге тең? Кейбір металл ҥшін фотоэффектінің қызыл шегі 750 Å-ге тең. Мыналарды: 1) электронның осы металдан шығу жҧмысын, )толқын ҧзындығы 1800 Å жарықтың металдан жҧлып шығаратын электрондарының максимал жылдамдығын, 3) осы электрондардың максимал кинетикалық энергиясын табу керек в-та кері потенциалмен толығымен кідіртілетін электрондарды металдың бетінен жҧлып алатын жарықтың жиілігін табу керек. Осы металдың фотоэффектісі тҥсетін жарықтың жиілігі сек -1 болғанда басталады.электронның осы металдан шығу жҧмысын табу керек Калийге толқын ҧзындығы 3300 Å-ге тең жарық тҥсіргенде фотоэлектрондар ҥшін кідіртуші потенциалдың шамасын табу керек Платинадан жасалған беттен фотоэффекті кезінде кідіруші потенциалдың шамасы 0,86-ке тең болды. Мыналарды: 1) сәуле тҥсіруге қолданылатын толқынның ҧзындығын, ) әлі де болса фотоэффекті жасауы мҥмкін толқынның максимал ҧзындығын табу керек Энергиясы ε=4.9 эв жарық кванты фотоэлектрондарды металдан A=4.5эв шығу жҧмысымен жҧлып шығарады. Әрбір электронның ҧшып шыққан кезіндегі металдың бетіне берілетін максимал импульсты табу керек.

28 3.19. Жиілігі, сек -1 жарықтың кейбір металдың бетінен жҧлып алатын фотоэлектрондар толығымен 6,6впотенциалмен,ал жиілігі 4, сек -1 жарықпен жҧлып алатын-16,5 в потенциалмен кідіртіледі деп алып, Планк тҧрақтылығын табу керек Вакумдық фотоэлемент: центрлік катодтан-вольфрамнан жасалған шариктен - және анодтан ішкі беті кҥмістелген қолбадан тҧрады.электродтардың арасындағы сан мәні U 0 =0,6 в-ке контактілік потенциал айырмасы, ҧшып шығатын электрондардың жылдамдығын ҥдетеді.фотоэлемент толқын ҧзындығы λ= м-ге тең жарықпен жарықталынады.1) Фототок нольге дейін тҥсу ҥшін электрондардың арасына қандай кідіруші потенциал айырмасын беру керек? )Егер катод пен анодтың арасына сырттан потенциал айырмасы берілмесе,онда фотоэлекторндардың анодқа жеткендегі алатын жылдамдығы қандай болады? 3.1. П.Н. Лебедевтің жасаған тәжірбиелерінің бірінде қарайтылған дӛңгелекке жарық тҥскенде (p=0) жіптің бҧрылу бҧрышы 10'-ке тең болды.мыналарды: 1)жарық қысымның шамасын, ) тҥскен жарықтың қуатын табу керек. Прибордың берілген шамаларын алдыңғы есептің шартынан алыңыздар. 3.. П.Н. Лебедевтің жасаған тәжірбиелерінің бірінде дӛңгелекке тҥскен монохромат жарықтың қуаты (λ= см) 0,5 дж/мин-қа тең болды.мыналарды:1) 1сек ішінде қанат бетінің 1 см ауданына тҥсетін фотондар санын, ) 1 см бетіне 1сек ішінде берілген кҥш импульсын табу керек.импульстың шамасын мынадай жағдайлар ҥшін табу керек: а) p=0, б) p=0,5 және в) p=1.прибордың берілген шамаларын 19. есептен алыңыздар Орыстың астрономы Ф.А.Бредихин кометаның қҧйрығының формасын кҥн сәулесінің қысымымен тҥсіндірді.мыналарды:1)кҥн мен Жердің ара қашықтығындай жерде орналасқан абсолют қара денеге тҥсірілетін кҥн сәулесінің жарық қысымын;)осындай қашықтыққа орналастырған, кометаның қҧйрығының бӛлшегіне тҥсірілген жарық қысымының кҥші сол бӛлшекті Кҥннің тарту кҥшімен теңдесу ҥшін,комета қҧйрығындағы бӛлшектің массасы қандай болатындығын табу керек.бӛлшектің барлық ӛзіне тҥсетін сәулелерді шағындыратын,ауданы 0, см -ге тең деп есептейміз.кҥн тҧрақтысының шамасын 8,1 дж/мин см -ге тең деп аламыз ваттық электр лапсының қабырғасына тҥсетін жарық қысымын табу керек.лампының қолбасы радиусы 5 смсфералық ыдыс сияқты болып келеді.лампының қабырғасы оған тҥсірілген жарықтың 4 процентін шағылдырады да 6 процентін ӛткізіп жібереді.барлық пайдаланатын қуат сәуле шығаруға кетеді деп есептейміз Ауданы 100 см бетке минут сайын 63 дж жарық энергиясы тҥседі.берілген бет:1)барлық сәулені тҥгел шағындыратын және )оған тҥскен сәулелерді толық жҧтып алатын жағдайларда жарық қысымның шамасын табу керек Монохромат сәуле шоғы (λ=4900å) берілген бетке қалыпты тҥседі де, оған кг/м -ге тең қысым жасайды.осы беттің бірлік ауданына секунд сайын қанша жарық кванты тҥседі?жарықтың шағылу коэффициенті p=0, Толқын ҧзындығы λ 0 =0,708Å рентген сәулесін комптондық шашырауға парафинде сынайды.1) және ) бағытарда шашыратылған рентген сәулелерінің толқын ҧзындығын табу керек Егер рентген сәуле шығаруда 60 0 бҧрышта графитпен комптондық шашырау кезінде шашыраған сәуленің толқын ҧзындығы, см-ге тең болса, онда рентген сәуле шығарудағы толқынның ҧзындығы қандай болғаны?

29 3.9. Толқын ҧзындығы λ 0 =0,Å рентген сәулелері 90 0 бҧрышпен комптонның шашыратуға сыналады.мыналарды:1) шашырау кезінде рентген сәулелерінің толқын ҧзындығының ӛзгерісін, ) қайта тебу электрон энергиясын, 3)қайта тебу электрон қозғалыс мӛлшерін табу керек Комптон қҧбылысындағы қҧлаған фотонның энергиясы шашыраған фотон мен электронныңтебу араларында бірдей болып бӛлінеді.шашырау бҧрышы -ге тең.шашыраған фотонның энергиясы мен қозғалыс мӛлшерін табу керек Рентген сәулелерінің энергиясы 0,6 Мэв-ке тең.рентген сәулелерінің,комптондық шашыраудан кейінгі толқын ҧзындығы 0% ке ӛзгерді деп қайта тебу электронның энергиясын табу керек ) 1 в және ) 100 в потенциал айырмаларынан ӛткен электрон ҥшін де Бройль толқын ҧзындығын табу керек Алдыңғы есепті протондар шоғы ҥшін шығарыңыздар Мыналар ҥшін: 1) ҧшу жылдамдығы 10 8 см/сек-ке теңэлектрон; )300 0 температурадағы,орташа квадраттық жылдамдыққа тең жылдамдықпен қозғалатын сутегі атомы; 3)1 см/сек жылдамдықпен қозғалатын массасы 1 г шарик ҥшін де Бройльдың толқын ҧзындығын табу керек Кинетикалық энергиясы: 1) 10 кэв және ) Мэв-ке тең электрон ҥшін берілген де Бройльдың толқын ҧзындығын табу керек в потенциал айырмасымен ҥдетілген зарядталған бӛлшектің де Бройльдық толқын ҧзындығы 0,00Å-ге тең.оның зарядының сан мәні электронның зарядына тең болады деп, осы бӛлшектің массасын табу керек Электронның υ жылдамдығына байланысты алынған де Бройльдың толқын ҧзындықтарының мәндерінің мынадай жылдамдықтары ҥшін : 1) 10 8 м/сек, ), 10 8 м/сек, 3), м/сек, 4), м/сек, 5), м/сек таблицасын қҧрыңыздар α-бӛлшек радиусы 0,83 см шеңбер бойымен біртекті магнит ӛрісінде қозғалады.ӛрістің кернеулігі 50 э-ке тең.осы α-бӛлшек ҥшін де Бройльдің толқын ҧзындығын табу керек температура кезіндегі неғҧрлым ықтимал жылдамдықпен қозғалатын сутегі атомы ҥшін де Бройльдың толқын ҧзындығын табу керек Мыналарды: 1)Сутегі атомындағы бірінші ҥш бор электрондық орбитасының радиусын, ) оның ҥстіндегі электронның жылдамдығын табу керек Бірінші бор орбитасындағы электронның кинетикалық потенциалдық және толық энергиясының сан мәнін табу керек Сутегі атомының n-ші орбитасында тҧрған электронның кинетикалық энергиясын есептеп шығару керек.есепті n=1,,3 және ҥшін шығарыңыздар Мыналарды: 1)сутегі атомының бірінші бор орбитасындағы электронның айналу периодын, )оның бҧрыштық жылдамдығын табу керек Спекрдің кӛрінетін облысындағы сутегінің спектрлік сызығының ең кіші және ең ҥлкен толқын ҧзындықтарын табу керек.

30 3.45. Сутегі спектрінің ультракҥлгін сериясындағы ең ҥлкен ҧзындығын табу керек.) Электрондардың соққылауы арқылы сутегі атомын қоздырғанда осы айтылған сызық пайда болуы ҥшін электронның ең кіші жылдамдығы қандай болу керек Сутегі атомын ионизациялайтын потенциалды анықтаңыздар Сутегі атомын қоздыратын бірінші потенциалды анықтаңыздар )Электрондардың соққылауымен сутегі атомын қоздырған уақытта сутегі спектрінің барлық серияларының барлық сызықтары пайда болу ҥшін,осыэлектрондардың (электрон вольт есебінен) ең кіші энергиясы қандай болу керек? )Осы электрондардың ең кіші жылдамдығы қандай болады? Электрондардың соққылауымен сутегі атомын қоздырған уақытта сутегі спектрінің тек ғана спектрілік сызығы болу ҥшін, сол атқылайтын электрондардың энергиясы қандай шекте жату керек? Электрондардың соққылауымен сутегі атомын қоздырған кезде сутегі спектрінің ҥш спектрлік сызығы болуы ҥшін электрондардың (электро-вольт есебінен) ең кіші энергиясы қандай болу керек? Монохромат жарықтың квантымен сутегі атомын қоздырғанда ҥш спектрлік сызық пайда болу ҥшін,осы жарықтың толқын ҧзындықтары қандай шекте жату керек? 3.5. Монохромат жарықтың квантымен сутегі атомын қоздырғанда электронның орбитасының радиусы 9 есе ҥлкею ҥшін, осы жарықтың толқын ҧзындығы қандай шекте жату керек Атомаралық сутегінен толтырылған разрядты трубкасынан шыққан жарық шоғы дифракциялық решеткаға қалыпты тҥседі.решетканың тҧрақтығы см-ге тең.осы арқылы 41 0 бҧрышы бесінші ретті спекрде байқалатын спектр сызығы электронның қандай ауысып шығуына сәйкес келеді? Сутегі атомындағы бірінші бор орбитасымен қозғалатын электрон ҥшін де Бройльдың толқын ҧзындығын табу керек Мыналарды:1)бір рет ионданған гелий ҥшін бірінші бор электрондық орбитасының радиусын, )сол орбитадағы электронның жылдамдығын табу керек Мыналарды:1)бір рет ионданған гелийдің және )екі рет ионданған литийдің бірінші қоздыру потенциалдарын табу керек Мыналарды:1)бір рет ионданған гелийдің және ) екі рет ионданған литийдің иондану потенциалын табу керек Бір рет иондалған гелий атомындағы электронның екінші бор орбитадан бірінші орбитаға ауысып шығуына сәйкес келетін фотонның толқын ҧзындығын табу керек Алдыңғы есепті екі рет ионданған литий атомы ҥшін шығарыңыздар Натрийдің D-сызығы атомның бір орбитасынан екінші орбитасына электронның кӛшуі нәтежесінде, атом энергиясының 3, дж-ға кеміген кезінде болады.натрийдің D-сызығының толқын ҧзындығынтабу керек суретте натрийдің резонанстың потенциалын анықтауға арналған прибордың схемасы кӛрсетілген.трубканың ішінде арнайы натрийдің буы болады.g және A