Вопросы и задачи к коллоквиуму №1

Коллоквиум №1
(Проводится в группах ЭН-21 и ЭН-22 17.11.2011г. с 15-00 в ауд. 2-11)
Вопросы и задачи к коллоквиуму №1 по разделу курса
физика «ОПТИКА, АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА»
а) Вопросы
1. Развитие представлений о природе света. Основные законы
геометрической оптики. Линзы. Собирающие и рассеивающие линзы.
Построение изображений. Формула тонкой линзы. Фотометрия.
Энергетические и световые величины. Шкала электромагнитных волн.
2. Интерференция света. Сложение гармонических колебаний.
Когерентность световых волн. Расчет интерференционной картины от
двух когерентных источников. Общая интерференционная схема (опыт
Юнга). Интерференция света в тонких пленках. Расчет разности хода и
разности фаз колебаний. Полосы равного наклона и равной толщины.
Кольца Ньютона. Интерферометры.
3. Дифракция света. Принцип Гюйгенса Френеля. Метод зон Френеля.
Прямолинейность распространения света. Дифракция Френеля на
круглом отверстии и диске. Дифракция Фраунгофера на щели и
дифракционной решетке. Дифракция света на пространственных
решетках. Дифракция рентгеновских лучей.
4. Поляризация света. Поляризация света при отражении и преломлении на
границе двух сред. Закон Брюстера. Закон Малюса. Двойное
лучепреломление. Одноосные кристаллы. Оптическая индикатриса.
Поляризационные приборы. Искусственная оптическая анизотропия.
5. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Дисперсия света и
дисперсия вещества. Опыты Ньютона. Аномальная и нормальная
дисперсия света. Опыты Леру, Кундта, Рождественского. Электронная
теория дисперсий света. Формула Лоренц- Лорентца.
6. Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Излучательная и
поглощательная способность тела. Модель абсолютно черного тела. Законы
Кирхгофа. Законы теплового излучения (закон Стефана-Больцмана, законы
Вина, формула Релея - Джинса). Ультрафиолетовая катастрофа. Квантовая
гипотеза и формула Планка. Оптическая пирометрия. Тепловые источники
света.
б) Задачи
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Фотометрия
Светильник в виде цилиндра из молочного стекла имеет размеры: длину
25 см, диаметр 24 мм. На расстоянии 2 м при нормальном падении лучей
возникает освещенность 15 лк. Определить силу света, яркость и
светимость его, считая, что указанный излучатель косинусный.
На расстоянии 3 м друг от друга находятся две лампы силой света 15 и
50 кд. Определить, где следует повесить экран между лампами, чтобы он
имел одинаковую освещенность с обеих сторон.
Над центром круглого стола висит лампа, которую можно перемещать
вверх и вниз. Где надо установить лампу, чтобы получить максимальную
освещенность на краю стола диаметром 2 м?
На высоте 3 м над центром круглой арены диаметром 10 м висит лампа в
250 св. Принимая лампу за точечный источник, равномерно посылающий
свет во всех направлениях, определить, сколько процентов площади арены
имеет освещенность не менее 6 лк.
Над небольшой сценой (площадкой) на высоте 5 м размещены два
светильника, дающие полный световой поток соответственно 9420 лм и
12560 лм. Расстояние между нами 8,66 м. Чему равна освещенность сцены
под светильниками на середине расстояния между ними (считая по
проекциям)?
Над серединой чертежной доски, образующей с горизонтальной
плоскостью угол в 30°, на высоте 2 м висит лампа силой света 200 кд.
Определить освещенность, яркость и светимость листа бумаги на доске,
если коэффициент отражения бумаги 60%. Соответствует ли такая
освещенность принятым нормам освещенности в 50 лк? (Лампы считать
точечным источником света.)
На вертикальную висящую картину площадью 4800 см2 падает свет под
углом 25° к нормали от источника силой света 100 кд с расстояния 1 м.
Какой световой поток падает на картину, если на противоположной стене
находится большое плоское зеркало на расстоянии 2 м от лампы?
Удельная мощность светильника, имеющего форму шара диаметром 6 см,
равна 0,85 Вт/кд. Определить световую отдачу светильника в лм/Вт,
полный световой поток, светимость и яркость, если сила света шара
170 кд.
9. На расстоянии 70 см от фотоэлемента помещена лампочка силой света
240 кд. Определить полный световой поток лампы и силу тока, которую
покажет гальванометр, присоединенный к фотоэлементу, если рабочая поверхность его равна 10 см2, а чувствительность 280 мкА/лм?
10.Яркость светящегося куба одинакова во всех направлениях и равна
5000 кд/м2, ребро куба равно 20 см. Определить максимальную силу света
куба.
Интерференция света
1. Расстояние между двумя когерентными источниками света (λ=0,5 мкм)
равно 0,1 мм. Расстояние между светлыми полосами на экране в средней
части интерференционной картины равно 1см. Определить расстояние от
источника до экрана.
2. На пути световой волны, идущей в воздухе, поставили стеклянную
пластинку толщиной d=1мм.На сколько изменится оптическая длина
пути, если волна падает на пластинку; 1) нормально; 2) под углом =30˚?
3. Найти все длины волн видимого света (от 0,76 до 0,38мкм), которые
будут: 1) максимально усилены; 2) максимально ослаблены при
оптической разности хода Δ интерферирующий волн, равной 1,8мкм.
4. В опыте Юнга расстояние d между щелями равно 0,8мм. На каком
расстоянии l от щелей следует расположить экран, чтобы ширина
интерференционной полосы оказалась равной 1,5мм.
5. На мыльную пленку (n=1,3), находящуюся в воздухе, падает нормально
пучок лучей белого света. При какой наименьшей толщине d пленки
отраженный свет с длиной волны λ=0,55мкм окажется максимально
усиленным в результате интерференции?
6. Пучок монохроматических λ=0,6·10-6м световых волн падает под углом
α=30˚ на находящуюся в воздухе мыльную пленку с показателем
преломления n=1,3. При какой наименьшей толщине d пленки
отраженные лучи будут максимально усилены интерференцией?
7. На толстую стеклянную пластинку, покрытую очень тонкой пленкой,
показатель преломления n2 вещества которой равен 1,4, падает
нормально параллельный пучок монохроматического света ( λ=0,6мкм).
Отраженный свет максимально ослаблен вследствие интерференции.
Определить толщину пленки.
8. Поверхности стеклянного клина образуют между собой угол α=0,2'.На
клин нормально к его поверхности падает пучок лучей
монохроматического света с длиной волны λ=0,55мкм. Определить
ширину b интерференционной полосы.
9. На тонкую пленку в направлении нормали к ее поверхности падает
монохроматический свет с длиной волны =500 нм. Отраженный от нее
свет максимально усилен вследствие интерференции. Определить
минимальную толщину d(min) пленки, если показатель преломления
материала пленки n=1,4.
10.На тонкую глицериновую пленку толщиной d = 1,5 мкм нормально к ее
поверхности падает белый свет. Определить длины волн y лучей
видимого участка спектра(0,4<=  <=0,8 мкм), которые будут ослаблены
результате интерференции.
11.На стеклянную пластину нанесен тонкий слой прозрачного вещества с
показателем преломления n = 1,3. Пластинка освещена параллельным
пучком монохроматического света с длиной волны =640 нм, падающим
на пластинку нормально. Какую минимальную толщину d(min) должен
иметь слой, чтобы отраженный пучок имел наименьшую яркость?
12.На тонкий стеклянный клин падает нормально параллельный пучок
света с длиной волны = 500 нм. Расстояние между соседними темными
интерференционными полосами в отраженном свете b = 0,5 мм. Определить угол  между поверхностями клина. Показатель преломления
стекла, из которого изготовлен клин, n = 1,6.
13. Между двумя плоскопараллельными пластинами на расстоянии b = 10
см от границы их соприкосновения находится проволока диаметром d =
0,01 мм, образуя воздушный клин. Пластины освещаются нормально падающим монохроматическим светом (= 0,6 мкм). Определить ширину b
интерференционных полос, наблюдаемых в отраженном свете.
14.Расстояние между двумя когерентными источниками света (λ=0,5 мкм)
равно 0,1 мм. Расстояние между светлыми полосами на экране в средней
части интерференционной картины равно 1см. Определить расстояние от
источника до экрана.
15.На пути световой волны, идущей в воздухе, поставили стеклянную
пластинку толщиной d=1мм.На сколько изменится оптическая длина
пути, если волна падает на пластинку; 1) нормально; 2) под углом =30˚?
16.Найти все длины волн видимого света (от 0,76 до 0,38мкм), которые
будут: 1) максимально усилены; 2) максимально ослаблены при
оптической разности хода Δ интерферирующий волн, равной 1,8мкм.
17. Для получения колец Ньютона используют плосковыпуклую линзу.
Освещая ее монохроматическим светом с длиной волны 0,6 мкм,
установили, что расстояние между пятым и шестым светлыми кольцами
равно 0,56 мм. Определить радиус кривизны линзы.
18. На стеклянный клин нормально падает монохроматический свет с
длиной волны 6680 А. С какой наименьшей толщины клина будут видны
интерференционные полосы? Определить угол клина, если линейное расстояние между полосами 5,6 мм.
19.На тонкую пленку с показателем преломления 1,5 расположенную в
воздухе, падает нормально монохроматический свет с длиной волны .
Определить, какой должна быть наименьшая толщина пленки, чтобы в
отраженном свете она казалась темной. Какой цвет будет иметь пленка,
если ее толщина будет 1,66 ?
20. Какая толщина воздушного зазора между плосковыпуклой линзой и
плоской стеклянной пластиной в том месте, где наблюдается шестое
светлое кольцо Ньютона в проходящем свете? На систему падает луч с
длиной волны 5820 А. В каком свете - отраженном или проходящем более отчетливо видны кольца?
21. Плосковыпуклая стеклянная линза с радиусом кривизны 10 м положена
на стеклянную пластину, пространство между ними заполнено
жидкостью. Определить коэффициент преломления жидкости, если в
проходящем свете с длиной волны 0,6 мкм радиус шестого светлого
кольца равен 4,9 мм. Чему будет равен радиус этого кольца, если между
линзой и пластиной будет воздушный зазор?
22.Установка
для
наблюдения
колец
Ньютона
освещается
монохроматическим светом с длиной волны 600 нм, падающим
нормально. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой
заполнено жидкостью. Наблюдение ведется в проходящем свете. Радиус
кривизны линзы 4 м. Определить показатель преломления жидкости,
если радиус второго светлого кольца 1,8 мм.
23.Решить предыдущую задачу, если наблюдение ведется в отраженном
свете.
24.Установка
для
наблюдения
колец
Ньютона
освещается
монохроматическим светом, падающим нормально. При заполнении
пространства между линзой и стеклянной пластинкой прозрачной
жидкостью радиусы темных колец в отраженном свете уменьшились в
1,21 раза. Определить показатель преломления жидкости.
25.Расстояние между пятым и двадцать пятым светлыми кольцами Ньютона
равно 9 мм. Радиус кривизны линзы 15 м. Найти длину волны
монохроматического света, падающего нормально на установку.
Наблюдение проводится в отраженном свете.
26.Найти расстояние между третьим и шестнадцатым темными кольцами
Ньютона, если расстояние между вторым и двадцатым темными
кольцами равно 4,8 мм. Наблюдение проводится в отраженном свете.
27.Для получения колец Ньютона используют плосковыпуклую линзу.
Освещая ее монохроматическим светом с длиной волны 0,6 мкм,
установили, что расстояние между пятым и шестым светлыми кольцами
равно 0,56 мм. Определить радиус кривизны линзы.
28.Плосковыпуклая стеклянная линза с радиусом кривизны 10 м положена
на стеклянную пластину, пространство между ними заполнено
жидкостью. Определить коэффициент преломления жидкости, если в
проходящем свете с длиной волны 0,6 мкм радиус шестого светлого
кольца равен 4,9 мм. Чему будет равен радиус этого кольца, если между
линзой и пластиной будет воздушный зазор?
29.Плосковыпуклая линза положена на стеклянную пластинку. Через эту
установку проходит свет (   5890 A ). Диаметр пятого темного кольца
Ньютона в отраженном свете равен 8 мм. Определить оптическую силу
линзы. Какая толщина воздушного зазора соответствует этому кольцу?
30.Какая разница в толщине воздушного зазора между плосковыпуклой
линзой и плоской стеклянной пластиной в том месте, где наблюдается
шестое светлое кольцо Ньютона в проходящем свете? На систему падает
луч с длиной волны 5820 А. В каком свете - отраженном или
проходящем - более отчетливо видны кольца?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Дифракция
Радиус четвертой зоны Френеля для плоского волнового фронта равен
3мм. Определить радиус двадцать пятой зоны.
Вычислить радиус пятидесятой зоны Френеля для плоского волнового
фронта (λ=0,50мкм), если построение делается для точки наблюдения,
находящейся на расстоянии b=1м от фронта волны.
Точеный источник света (λ=0,50мкм) помещен на расстоянии 0,5м
перед непрозрачной преградой с отверстием радиуса 0,5м. Определить
расстояние от преграды до точки, для которой число открываемых
Френеля будет равно 2 ; 5.
Вычислить радиусы первых пяти зон Френеля, если расстояние от
источника света до волновой поверхности равно 1м, расстояние от
волновой поверхности до точки наблюдения также равно 1м и
λ=500нм.
На круглое отверстие диаметром d=4мм падает нормально
параллельный пучок лучей (λ=0,50мкм). Точка наблюдения находится
на оси отверстия на расстоянии а=1м от него. Сколько зон Френеля
укладывается в отверстии?
На непрозрачную пластинку с узкой щелью нормально падает
монохроматический свет. Угол отклонения лучей, соответствующий
второй светлой дифракционной полосе, равен 1˚.Скольки длинам волн
падающего света равна ширина щели?
7. На щель шириной 2 мкм падает нормально параллельный пучок
монохроматической света с длиной волны 589 нм. Найти углы, в
направлении которых будут наблюдаться минимумы интенсивности
света.
8. На щель падает нормально параллельный пучок монохроматического
света. Ширина щели в шесть раз больше длины волны. Под каким
углом будет наблюдаться третий дифракционный минимум
интенсивности света?
9. На щель шириной 0,05 мм падает нормально монохроматической свет с
длиной волны 600 нм. Определить угол между первоначальным
направлением пучка света и направлением на четвертую темную
дифракционную полосу.
10.На узкую щель падает нормально монохроматический свет. Угол
отклонения пучка света, соответствующий второй светлой
дифракционной полосе равен 1о. Скольким длинам волн падающего
света равна ширина щели?
11.На щель шириной 0,1 мм падает нормально монохроматический свет с
длиной волны 500 нм. Что будет наблюдаться на экране, если угол
дифракции равен: а) 17; в) 43.
12.Постоянная дифракционной решетки в четыре раза больше длины
световой волны монохроматического света, нормально падающего на
ее поверхность. Определить угол между двумя первыми
симметричными дифракционными максимумами.
13.Период дифракционной решетки равен 4 мкм. На решетку нормально
падает свет с длиной волны 580 нм. Максимум какого наибольшего
порядка дает эта решетка?
14.На дифракционную решетку нормально падает пучок света от
разрядной трубки. Чему должен быть равен период решетки, чтобы в
направлении угла 41о от нормали совпадали максимумы двух линий с
длинами волн 656,3 нм и 410,2 нм?
15.На дифракционную щель, ширина которой равна 0,01 мм, падает
нормально монохроматический свет с длиной волны 6563 А. На
сколько отличаются углы отклонения лучей, соответствующие
максимуму первого и второго порядков?
16.На дифракционную решетку, содержащую 600 штрихов на 1 мм, падает
нормально монохроматический свет с длиной волны 5460 А.
Определить изменение угла отклонения лучей второго дифракционного
максимума, если взять решетку со 100 штрихами на 1 мм.
17.Монохроматический свет с длиной волны 5750 А падает нормально на
дифракционную решетку с периодом 2,4 мкм. Определить наибольший
порядок спектра и общее число главных максимумов в дифракционной
картине.
18.Постоянная дифракционной решетки равна 2,8 мкм. Определить
наибольший порядок спектра для красной линии с длиной волны
7  10 7 м , общее число главных максимумов и угол отклонения
последнего максимума для полученной дифракционной картины.
19.Дифракционная решетка содержит 600 штрихов на 1 мм. Чему равна
угловая дисперсия решетки для волны 668 мкм в спектре первого
порядка?
20.Каково будет расстояние между компонентами дублета желтой линии
натрия ( 1  5890 A , 2  5896 A ) в спектре 2-го порядка на экране,
расположенном на расстоянии 0,5 м от дифракционной решетки,
которая содержит 400 штрихов на 1 мм?
21.Какое расстояние между атомными плоскостями в кристалле каменной
соли, если дифракционный максимум первого порядка наблюдается
при падении лучей под углом 15°12 к поверхности кристалла? Длина
рентгеновских лучей 1,47 А.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Поляризация.
Определить коэффициент преломления прозрачного вещества, для
которого предельный угол полного отражения равен углу полной
поляризации.
Во сколько раз ослабляется свет. Проходя через два николя, угол между
плоскостями, поляризации которых составляет 30˚, если в каждом из
николей в отдельности теряется 10% падающего светового потока.
Угол между главными осями поляризатора и анализатора равен 45˚. Во
сколько раз уменьшится интенсивность света, выходящего из анализатора,
если угол увеличить до 60˚.
Степень поляризации Р частично поляризованного света равна 0,5. Во
сколько
раз
отличается
максимальная
интенсивность
света,
пропускаемого через анализатор, от минимальной?
Частично - поляризованный свет проходит через николь. Интенсивность
света увеличивается в 4 раза, если повернуть николь на 60˚ от положения,
соответствующего минимальной интенсивности. Какова степень
поляризации света?
Пучок света последовательно проходит через два николя, плоскости
пропускания которых образуют между собой угол  = 40°. Принимая, что
коэффициент поглощения k каждого николя равен 0,15, найти, во
сколько раз пучок света, выходящий из второго николя, ослаблен по
сравнению с пучком, падающим на первый николь.
7. Кварцевую пластинку поместили между скрещенными николями. При
какой наименьшей толщине d(min) кварцевой пластины поле зрения
между николями будет максимально просветлено? Постоянная вращения
кварца равна 27 град/мм.
8. Луч света падает перпендикулярно к плоскости одной из граней
стеклянной призмы. Определить, сколько процентов излучения
отражается. Чему равен угол Брюстера для стекла?
9. При переходе луча света из первой среды во вторую предельный угол
оказался равным 61°. Под каким углом на границу раздела этих сред
должен падать луч, идущий из второй среды в первую, чтобы отраженный
луч был бы полностью поляризован? Сделать чертеж.
10.Главные плоскости двух призм николя образуют между собой угол в 60°.
На сколько следует изменить угол между главными плоскостями, чтобы
интенсивность прошедшего света увеличилась вдвое?
11.Во сколько раз будет ослаблен луч естественного света, если его
пропустить через два поляроида, плоскости поляризации которых
составляют угол 66°? За счет поглощения света теряется 5% энергии.
12.Луч естественного света при прохождении двух николей был ослаблен в
пять раз. В каждом николе интенсивность света за счет отражения и
поглощения уменьшилась на 10%. Определить угол между плоскостями
поляризации николей. Дать схему опыта.
13.Определить, во сколько раз интенсивность света после прохождения двух
николей будет ослаблена, если угол между плоскостями поляризации
составляет 74°20. Поглощение света в поляризаторе составляет 5%, а в
анализаторе 10%?
14.На пластинку исландского шпата, вырезанную параллельно оптической
оси, падает нормально луч с длиной волны 588 нм. Между обыкновенным
и необыкновенным лучами возникает разность хода в 0,007 мм. Найти
толщину пластины, если показатель преломления обыкновенного луча для
данного света 1,658, а необыкновенного 1,486. Сделать чертеж.
15.Пластина кварца толщиной в 1,5 мм, вырезанная перпендикулярно к
оптической оси, помещена между параллельными николями. Для некоторой
длины волны вращение плоскости поляризации равно 36°. Во сколько раз
изменилась интенсивность света после прохождения николей? При какой
толщине кварца свет данной длины волны будет полностью поглощен?
Показать схему опыта.
16.При прохождении света через слой 5%-ного сахарного раствора толщиной
15 см плоскость поляризации света повернулась на угол 6,5°. На сколько
повернет плоскость поляризации 13%-ный раствор с толщиной слоя в
12 см?
17. Определить коэффициент пропускания грницы раздела воздухстекло. Показатель преломления стекла 1,6. Естественный луч на
поверхность стекла падает под углом 30 градусов.
18. Определить:1) коэффициент отражения и степень поляризации
отраженных лучей при падении естественного света на стекло под
углом 550, 2) степень поляризации преломленных лучей.
19. Определить
коэффициент отражения стекла, показатель
преломления которого 1,5 при условии, что естественный луч на
его поверхность под углом Брюстера.
20. Определить коэффициент отражения естественного света,
падающего на стекло под углом 30 градусов. Найти степень
поляризации лучей прошедших в стекло.
21. Луч естественного света проходит сквозь плоскопараллельную
стеклянную пластинку, падая на нее под углом 30 0 . Найти
степень поляризации лучей отраженных от нижней поверхности
пластинки.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Тепловое излучение.
Температура абсолютно черного тела изменяется от 727˚С до 1727˚С. Во
сколько раз изменится при этом полное количество получаемой телом
энергии?
Длина волны, соответствующая максимуму энергии в спектре абсолютно
черного тела, 720нм, излучающая поверхность S =5см2. Определить
мощность излучения.
Максимум энергии излучения абсолютно черного тела приходится на
длину волны 450нм. Определить температуру и энергетическую
светимость тела.
Поток излучения абсолютно черного тел 2,5кВт.Максимум энергии
излучения приходится на длину волны 1,65мкм. Определить площадь
излучающей поверхности.
Поток энергии, излучаемый из смотрового окошка плавильной печи 34Вт.
Определить температуру печи, если площадь отверстия 6см2.
Абсолютно черное тело имеет температуру Т=2900К. В результате
остывания тела длина волны, на которую приходится максимум
спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на
Δ=9·10-6м. До какой температуры охладилось тело? (b=2,9·10-3м·К).
7. Определить энергию W излучаемую за время t=1мин из смотрового
окошка площадью S=8см2 плавильной печи, если ее температура Т=1,2кК.
8. Муфельная печь потребляет мощность Р=1кВт температура Т ее
внутренней поверхности при открытом отверстии площадью S=25см2
равна 1,2кК. Считая, что отверстие печи излучает как черное, определить,
какая η мощности рассеивается стенками.
9. Какую энергетическую светимость имеет затвердевший свинец.
Отношение энергетических светимостей свинца и абсолютно черного тела
k=0,6.
10.При увеличении термодинамической температуры Т черного тела в два
раза длина волны λmax, на которую приходился максимум спектральной
плотности энергетической светимости (ελ,т)max уменьшилась на Δλ=400м.
Определить начальную и конечную температуру Т1 и Т2.
11.Вычислить истинную температуру T вольфрамовой раскаленной ленты,
если радиационный пирометр показывает температуру Tрад = 2,5 кК.
Принять, что поглощательная способность для вольфрама не зависит от
частоты излучения и равна а(i) = 0,35.
12. Черное тело имеет температуру Т(1)= 500 К. Какова будет температура
Т(2) тела, если в результате нагревания поток излучения увеличится в n = 5
раз?
13.Температура абсолютно черного тела Т = 2 кK. Определить длину волны
(m), на которую приходится максимум энергии излучения, и спектральную
плотность энергетической светимости (излучательности) (ry,T)max для этой
длины волны.
14. Определить
температуру
Т
и
энергетическую
светимость
(излучательность) Re абсолютно черного тела, если максимум энергии
излучения приходится на длину волны m= 600 НМ.
15.Из смотрового окошечка печи излучается поток Фe= 4 кДж/мин.
Определить температуру Т печи, если площадь окошечка S=8 см2.
16. Поток излучения абсолютно черного тела Фe= 10 кВт. Максимум энергии
излучения приходится на длину волны m=0,8 мкм. Определить площадь S
излучающей поверхности.
17. Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно черного тела,
если максимум энергии излучения переместится с красной границы
видимого спектра (m1)= 780 нм) на фиолетовую ((m2) = 390 нм)?
18. Определить поглощательную способность aT серого тела, для которого
температура, измеренная радиационным пирометром, Tрад= 1,4 кК, тогда
как истинная температура Т тела равна 3,2 кК.
19. Муфельная печь, потребляющая мощность Р= 1 кВт, имеет отверстие
площадью S= 100 см2. Определить долю n мощности, рассеиваемой
стенками печи, если температура ее внутренней поверхности равна 1 кК.
20. Средняя энергетическая светимость R поверхности Земли равна 0,54
Дж/(см2- мин). Какова должна быть температура Т поверхности Земли,
если условно считать, что она излучает как серое тело с коэффициентом
черноты аT= 0,25?
21.Во сколько раз увеличится мощность излучения абсолютно черного тела,
если максимум излучения переместится от красной границы видимого
света (760 нм) к его фиолетовой границе (380 нм)?
22.При какой температуре энергетическая светимость абсолютно черного
тела равна 1 кВт/м2?
23.Температура абсолютно черного тела уменьшилась на 1%. На сколько
процентов уменьшилась энергетическая светимость тела?
24.Количество лучистой энергии Солнца, падающей на площадку,
перпендикулярную к солнечным лучам, находящуюся за пределами
атмосферы, вблизи Земли, равна 1,35 кВт/м2. Какова будет температура
абсолютно черной пластинки, установленной за пределами атмосферы
вблизи Земли перпендикулярно лучам Солнца? Температуру поверхности
Солнца принять 5800 К.
25.Стальная болванка при температуре 927°С излучает за секунду 8,2 Дж с
каждого 1 см2 поверхности. Определить интегральную поглощательную
способность данной болванки.
26.Площадь поверхности нити накала 60-ваттной вольфрамовой лампы
накаливания 0,5 см2. Интегральная поглощательная способность
вольфрама 0,6. Определить температуру нити накала.
27.Принимая температуру поверхности Солнца равной 5800 К, определить
количество солнечной энергии, падающей за 1 с на площадку в 1 м2,
поставленную перпендикулярно солнечным лучам вблизи Земли за
пределами земной атмосферы. Считать Солнце абсолютно черным телом.
28.Принимая температуру поверхности Солнца, равной 5800 К и считая
излучение абсолютно черным, вычислить уменьшение массы Солнца
вследствие излучения за 1 с. За сколько лет масса Солнца уменьшится на
0,001%?
29.Стальной шар радиусом 4,5 см нагрет до температуры 1300 К. Шар
остывает в открытом пространстве. За какое время температура шара
понизится до 1200 К? Считать, что шар остывает как серое тело с
поглощательной способностью 0,5.
30.При нагревании тела длина волны, на которую приходится максимум
излучательной способности, изменилась от 1,45 мкм до 1,16 мкм. На
сколько
изменилась
максимальная
спектральная
плотность
энергетической светимости тела?