Решение задач по физике. Онлайн-база готовых решений.
Поиск по задачам:
Вход на сайт
23003. Медное тело, масса которого m1 = 100 г, а температура t1 = 24 °С, погружают в жидкий азот. Определите массу азота m2, который превратится при этом в пар. Температура кипения жидкого азота T2 = 77 К, удельная теплота парообразования азота при этой температуре r = 199 кДж/кг.
23004. При отсутствии центров кристаллизации можно получить переохлажденную воду. Определите массу m2 образовавшегося льда, если в воду, переохлажденную до температуры t1 = -10 °С и взятую в количестве m1 = 1 кг, бросили маленький кусочек льда и вызвали этим ее замерзание.
23005. Смешивают воду массой m1 = 300 г при температуре t1 = 10°С и лед массой m2 = 400 г при температуре t2 = - 20 °С. Определите температуру t и массу воды mв после установления теплового равновесия.
23006. В теплоизолированный откачанный сосуд объемом V = 11 л положили рядом кусок льда массой m1 = 1 кг, находящийся при температуре T1 = 273 К, и кусок меди массой m2 = 3 кг. Определите первоначальную температуру меди t2, если в конце процесса в сосуде установилась температура T = 373 К.
23007. В сосуде находится некоторое количество воды и такое же количество льда в состоянии теплового равновесия. Через сосуд пропускают водяной пар при температуре t1 = 100°С. Определите температуру воды в сосуде t2, если масса пара, пропущенного через воду, равна первоначальной массе воды. Теплоемкостью сосуда можно пренебречь.
23008. Определите массу льда m, который можно изготовить за т = 1 ч работы холодильника. Холодильник потребляет от сети мощность N = 100 Вт, за время т = 1 ч работы в комнате выделяется количество теплоты Q = 4·105 Дж. В холодильник помещают воду при температуре t1 = 27°С, температура льда t2 = 0°С.
23009. На электрической плитке мощностью N = 1 кВт кипит чайник с водой. Определите скорость v истечения пара из носика чайника, если площадь сечения носика S = 1 см2, давление на конце носика р = 105 Па. Считайте, что вся энергия, потребляемая плиткой, идет на кипение воды.
23010. В откачанном сосуде объемом V = 2 л находится кусочек льда массой m = 10 г при температуре t0 = 0°С. Сосуд ставят на электроплитку мощностью N = 200 Вт. На нагревание расходуется h = 40% мощности плитки. Определите, через какое время т давление в сосуде будет равно р = 105 Па. Теплоемкостью сосуда можно пренебречь; считайте, что время установления равновесия внутри сосуда бесконечно мало.
23011. В цилиндре под невесомым поршнем площадью S = 100 см2 находится вода массой m = 1 кг при температуре t0 = 0°С. В цилиндре находится нагреватель мощностью N = 500 Вт. Определите, на какую высоту h поднимется поршень за время т = 15 мин работы нагревателя. Атмосферное давление р = 105 Па. Потерями тепла можно пренебречь.
23012. В цилиндре под невесомым поршнем площадью S = 10 дм2 находится вода массой m1 = 1 кг при температуре t1 = 0°С. Определите, на какую высоту h поднимется поршень, если в воду опустить кусок железа массой m2 = 1 кг, нагретый до температуры t2 = 1100 °С. Теплоотдачей и теплоемкостью сосуда можно пренебречь. Атмосферное давление нормальное.
23013. Вагонетка массой m = 5 т, двигаясь по горизонтальной дороге со скоростью v0 = 18 км/ч, начинает тормозить. Определите количество теплоты Q, выделившейся в трущихся поверхностях за время до полной остановки вагонетки.
23014. Сферическая дождевая капля радиусом R = 2 мм падает на землю с постоянной скоростью v. Определите, на сколько повысится температура dt капли за время т = 10 с, если все выделяющееся при движении капли тепло идет на ее нагревание. Сила сопротивления воздуха описывается выражением F0 = 0,24пR2v2.
23015. Свинцовая пуля, летящая горизонтально со скоростью v0 = 500 м/с, пробивает доску на высоте h = 2 м над поверхностью земли. Направление скорости пули не изменилось, при движении через доску пуля нагрелась на dT = 200 К. Определите, на каком расстоянии s от доски пуля упала на землю. Сопротивлением воздуха можно пренебречь. Считайте, что все выделившееся при движении пули через доску тепло пошло на ее нагревание.
23016. Два тела, сделанные из одного материала, движутся равномерно в одном направлении вдоль одной прямой. Скорость первого тела v1 = 1 м/с, его масса m1 = 200 г. Скорость второго тела v2 = 2 м/с, его масса m2 = 300 г. Определите, на сколько градусов dT нагреются тела в результате абсолютно неупругого удара. Считайте, что все выделившееся при ударе тепло пошло на нагревание тел. Удельная теплоемкость материала тел с = 130 Дж/кг·К.
23017. Два свинцовых тела массами m1 = 200 г и m2 = 300 г движутся со скоростями v1 = 4 м/с и v2 = 3 м/с перпендикулярно друг другу. Определите, на сколько градусов dT повысится температура тел после абсолютно неупругого удара. Считайте, что все выделившееся тепло пошло на нагревание тел.
23018. Рабочий забивает железный гвоздь массой m1 = 50 г в доску и ударяет n = 6 раз молотком, масса которого m2 = 0,5 кг. Импульс молотка непосредственно перед ударом р = 6 Н·с. Определите, на сколько градусов dT нагреется гвоздь. Считайте, что все тепло, выделившееся при ударе, пошло на его нагревание.
23019. Рабочий нарезает резьбу с шагом h = 1,5 мм на цилиндрической стальной шпильке диаметром d = 10 мм, прикладывая к воротку момент сил М = 5 Н·м. Определите, на сколько градусов dT нагреется шпилька. Резьба нарезается по всей ее длине, на нагревание идет h = 50% всей совершенной работы.
23020. Невесомая штанга шарнирно соединена с вертикальной осью вращения и с медным телом, которое скользит по горизонтальной плоскости при вращении штанги (рис. ). Угловая скорость вращения системы w = 6 рад/с. Коэффициент трения тела о плоскость ц = 0,2, длина штанги l = 0,4 м, угол между штангой и осью вращения а = 60°. Определите, на сколько градусов dT повысится температура тела за время т = 1 мин. Считайте, что все выделившееся тепло идет на нагревание.
23021. Тонкостенный цилиндрический стакан массой m = 100 г и высотой H = 10 см ставят вверх дном на гладкое дно сосуда, который после этого заполняют водой до высоты H1 = 20 см (рис. ). Определите, на сколько градусов dT надо увеличить температуру воды в сосуде, чтобы стакан начал всплывать. Диаметр стакана d = 4 см, первоначальная температура воды и воздуха T0 = 300 К, атмосферное давление p0 = 720 мм рт. ст. Тепловым расширением воды, материалов стакана и сосуда можно пренебречь.
23022. Определите, какую величину и во сколько раз надо изменить, чтобы при увеличении одного из зарядов в n = 4 раза сила взаимодействия осталась прежней.
23023. Два одноименно заряженных шарика массой m = 0,5 г каждый подвешены в вакууме на тонких невесомых, нерастяжимых и непроводящих нитях одинаковой длины. Каждая из нитей образует с вертикалью угол а = 30°. Затем вся система погружается в непроводящую жидкость с плотностью, равной плотности материала шариков, и диэлектрической проницаемостью е = 2. Определите силу натяжения нитей Т после погружения в жидкость.
23024. Три точечных одноименных и одинаковых по численному значению свободных электрических заряда Q находятся в вершинах равностороннего треугольника. Определите, где нужно поместить заряд q, чтобы эта система зарядов находилась в равновесии. Определите знак и численное значение заряда q. Будет ли равновесие устойчивым?
23025. В простейшей модели атома гелия два электрона вращаются вокруг ядра по круговой орбите радиусом r = 3·10-11 м, располагаясь на противоположных концах диаметра орбиты. Определите скорость v движения электронов. Заряд электрона е = 1,6·10-19 Кл, масса электрона m = 9,1·10-31 кг.
23026. Три одинаковых одноименных заряда q = |/ 3·10-8 Кл, расположенные в вершинах правильного треугольника со стороной а = 25 см, имеют массы m = 1 г. В центр треугольника помещен противоположный им по знаку заряд |Q| = q. Определите угловую скорость w движения зарядов вокруг оси, проходящей через центр треугольника и перпендикулярной его плоскости, при которой система зарядов находится в равновесии.
23027. Три одинаковых шарика, несущие одинаковые одноименные заряды q = 5·10-8 Кл, подвешены на трех невесомых непроводящих нитях длиной l = 50 см, закрепленных в одной точке. Шарики вращаются вокруг вертикальной оси, проходящей через точку закрепления, с угловой скоростью w = 6 с^-1. Определите массу шариков m, если нить образует с осью вращения угол а = 60°.
23028. Один положительный и два отрицательных точечных заряда Q = 10-8 Кл расположены в вершинах равностороннего треугольника и связаны между собой непроводящими стержнями длиной а = 20 см. В центре треугольника закрепляют положительный точечный заряд q (рис. ), а для того, чтобы треугольник остался в равновесии, к заряду +Q прикладывают уравновешивающую силу R. Определите направление и численное значение силы R, а также заряд q, если сила натяжения стержня, связывающего отрицательные заряды, обратилась в нуль. Определите изменение силы натяжения dT стержней, связывающих разноименные заряды после закрепления заряда q.
23029. В центр тонкого проволочного кольца радиусом R, несущего электрический заряд q, помещен одноименный заряд Q. Считая, что Q >> q, определите силу Т, растягивающую кольцо.
23030. Определите работу A1 сил электростатического поля при перемещении заряда q = 20 нКл из точки с потенциалом ф1 = 700 В в точку с потенциалом ф2 = 200 В, а также работу A2 сил электростатического поля при перемещении заряда q = 20 нКл из точки с потенциалом ф3 = - 100 В в точку с потенциалом ф4 = 400 В.
23031. Определите работу А, которую надо совершить, чтобы четыре одинаковых электрических заряда q = 10-8 Кл расположить в вершинах квадрата со стороной а = 10 см.
23032. Протон и а-частица движутся по одной прямой навстречу друг другу. В тот момент, когда расстояние между частицами было велико, скорость протона была равна v1 = 3·105 м/с, а скорость а-частицы v2 = 105 м/с. Определите, на какое наименьшее расстояние а смогут сблизиться эти частицы.
23033. В некоторый момент времени протон и а-частица покоятся на расстоянии а = 10-9 м друг от друга. Затем они начинают удаляться друг от друга. Определите скорости частиц vp и va в тот момент, когда расстояние между ними удвоится.
23034. В некоторый момент времени три одноименно заряженных шарика покоятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а = 18 см. Заряд каждого шарика q = 8 нКл, масса каждого шарика m = 2 г. Шарики одновременно начинают двигаться. Определите скорости v шариков в тот момент, когда расстояния между ними удвоятся.
23035. В некоторый момент времени четыре одноименных свободных заряженных шарика покоятся в вершинах квадрата со стороной а = 25 см. Заряд каждого шарика q = 7 нКл, масса каждого шарика m = 5,41 г. Определите скорость v этих шариков, когда расстояния между ними удвоятся.
23036. Металлический шар радиусом r = 1 см, заряженный до потенциала ф0 = 300 В, окружен незаряженной сферической проводящей оболочкой радиусом R = 3 см, концентрической шару. Определите потенциалы шара ф и оболочки фR, если оболочку заземлить.
23037. Двум металлическим шарикам радиусами r1 = 1 см и r2 = 2 см, соединенным тонким длинным проводником, сообщен заряд Q = 2,1·10-8 Кл. Затем шарик радиусом r, помещают внутрь металлической заземленной сферы радиусом R = 3 см так, что центры шарика и сферы совпадают. Проводник не касается сферы. Определите заряд dq, прошедший по соединительному проводнику при помещении шарика внутрь сферы.
23038. Определите емкость конденсатора, образованного двумя одинаковыми уединенными металлическими шариками радиусом r = 2 см, расположенными в воздухе на расстоянии l = 27 см друг от друга.
23039. Определите заряд q батареи конденсаторов, изображенной на рисунке , если к клеммам АВ приложено напряжение U = 100 В, а емкости конденсаторов С = 2 мкФ и C0 = 1 мкФ.
23040. Конденсаторы емкостью C1 = 1 мкФ и C2 = 2 мкФ заряжены до разности потенциалов dф1 = 20 В и dф2 = 50 В соответственно. После зарядки конденсаторы соединили одноименными полюсами. Определите разность потенциалов dф между обкладками конденсаторов после их соединения.
23041. Два параллельно соединенных воздушных конденсатора емкостью C0 = 1 мкФ каждый заряжены до напряжения U0 = 200 В и отсоединены от источника ЭДС. После этого пространство между обкладками одного из конденсаторов полностью заполнили диэлектриком с диэлектрической проницаемостью е = 7. Определите заряды q1, q2 каждого из конденсаторов, напряжение U на конденсаторах и полную энергию W их электрического поля.
23042. Два плоских воздушных конденсатора емкостью C0 = 2 мкФ каждый соединены параллельно. Конденсаторы заряжают до разности потенциалов U0 = 300 В и отсоединяют от источника ЭДС. Затем расстояние между обкладками одного из конденсаторов быстро увеличивают в n = 2 раза, при этом заряд конденсатора не успевает измениться. Определите энергию W, перешедшую в тепло в процессе установления равновесия.
23043. Три воздушных конденсатора емкостью C0 = 1 мкФ каждый соединены последовательно. Конденсаторы отключены от источника ЭДС. Заряд этой батареи q = 10-4 Кл. Пространство между обкладками одного из конденсаторов полностью заполняют диэлектриком с диэлектрической проницаемостью е = 2. Определите энергию W, запасенную в электрическом поле этих конденсаторов, и напряжение U на зажимах батареи после заполнения конденсатора диэлектриком.
23044. Плоский воздушный конденсатор емкостью С = 100 пФ присоединен к источнику с ЭДС E = 10 В. Определите работу A, которую надо совершить, чтобы увеличить расстояние между пластинами в n = 2 раза.
23045. Пространство между обкладками плоского конденсатора заполнено эбонитом с диэлектрической проницаемостью е = 3. Емкость конденсатора С = 600 пФ. Конденсатор подключен к батарее с ЭДС E = 300 В. Определите, какую работу А нужно совершить, чтобы удалить эбонит из конденсатора. Трение между эбонитом и пластинами конденсатора отсутствует.
23046. Определите заряды q1 и q2 на конденсаторах емкостью C1 = 2 мкФ и C2 = 5 мкФ (рис. ), если E1 = 10 В, E2 = 5 В. Внутреннее сопротивление каждого источника r = 2 Ом, сопротивление резистора R = 40 Ом.
23047. Определите напряжение U1, U2 на конденсаторах емкостью C1 = 1 мкФ и C2 = 3 мкФ (рис. ), если E1 = 4 В, E2 = 10 В, R1 = 100 Ом, R2 = 300 Ом. Внутренние сопротивления источников не учитывайте.
23048. Определите заряд q, прошедший через резистор сопротивлением R·при замыкании ключа К (рис. ). R· = R = 20 Ом, E = 500 В, r = 10 Ом, С = 10 мкФ.
23049. Определите заряды q1, q2 и q3 каждого из конденсаторов (рис. ). E = 120 В, C1 = 1 мкФ, C2 = 3 мкФ, C3 = 2 мкФ, R1 = 100 Ом, R2 = 300 Ом. Внутренним сопротивлением источника можно пренебречь.
23050. В схеме, изображенной на рисунке , внутренние сопротивления всех источников одинаковы и равны r = 1 Ом. ЭДС источников E1 = 1,5 В и E2 = 2 В, сопротивление резистора R = 33 Ом, емкость конденсатора С = 1 мкФ. Определите заряд конденсатора.
23051. Определите напряжения на конденсаторах (рис. ) U1, U2. C1 = 2 мкФ, C2 = 3 мкФ, E1 = 3 В, E2 = 8 В. Внутренние сопротивления источников не учитывайте.
23052. Определите напряжение на зажимах батареи в схеме, изображенной на рисунке ЭДС батареи E = 16 В, внутреннее сопротивление r = 5 Ом, сопротивления резисторов R0 = 100 Ом.
23053. В схему (рис. ) включены два микроамперметра и два одинаковых вольтметра. Показания микроамперметров I1 = 100 мкА и I2 = 99 мкА. Показание вольтметра V1 U1 = 10 В. Определите показание вольтметра V2. Сопротивлением проводов можно пренебречь.
23054. В схеме (рис. ) амперметр показывает силу тока l = 1 А, а стрелка вольтметра стоит на нуле. Считая, что сопротивление вольтметра бесконечно велико, а сопротивление амперметра мало, определите внутренние сопротивления r1 и r2 источников тока, если их ЭДС соответственно равны E1 = 1,5 В и E2 = 3 В.
23055. Две батареи с ЭДС E1 = 5 В и E2 = 2 В и внутренними сопротивлениями r1 = 20 Ом и r2 = 10 Ом замкнуты проводником АВ (рис. ), сопротивление которого бесконечно мало. Определите силу тока l через проводник АВ. Сопротивлением подводящих проводов можно пренебречь.
23056. Определите показания амперметра в схеме (рис. ). ЭДС источников равны E1 = 2 В и E2 = 6 В, а их внутренние сопротивления одинаковы и равны r = 5 Ом. Внутреннее сопротивление амперметра равно нулю.
23057. При электролизе раствора медного купороса на катоде за некоторое время выделилась медь массой m = 2 г при силе тока l = 0,25 А. Расстояние между прямоугольными электродами l = 30 см, площадь погруженной в электролит части электрода S = 50 см2. Определите изменение расхода энергии dQ, требуемой для получения того же количества меди при той же силе тока через ванну, если расстояние между электродами увеличить в n1 = 2 раза, а глубину погружения электродов увеличить в n2 = 4 раза. Удельное сопротивление раствора р = 0,33 Ом·м, электрохимический эквивалент меди k = 3,3·10-7 кг/Кл.
23058. Электроэнергия передается от генератора к потребителю по проводам, общее сопротивление которых r = 400 Ом. Коэффициент полезного действия линии передачи h = 0,95. Определите сопротивление нагрузки R. Внутреннее сопротивление генератора rГ = 100 Ом.
23059. Три лампочки мощностью P01 = 50 Вт, P02 = 25 Вт и P03 = 50 Вт, рассчитанные на напряжение U0 = 110 В каждая, соединены, как показано на рисунке , и включены в сеть напряжением U = 220 В. Определите мощности P1, P2, P3, выделяющиеся в каждой лампочке.
23060. Электромотор подключен к батарее с ЭДС E = 24 В. Сопротивление подводящих проводов r = 1 Ом. При работе мотора с нагрузкой напряжение на его клеммах на n = 20% меньше, чем напряжение на них при холостом ходе. Сила тока при нагрузке l = 5 А. Определите, во сколько раз мощность, отбираемая от батареи нагруженным мотором, больше мощности, отбираемой мотором, работающим вхолостую. Внутренним сопротивлением батареи можно пренебречь.
23061. Мощность, развиваемая на валу электродвигателя, N = 1 кВт, его коэффициент полезного действия h = 80%. Двигатель питается от сети напряжением U = 220 В, сопротивление его обмотки R = 4 Ом. Определите мощность Рм, расходуемую на преодоление сил трения в механических частях электродвигателя. Потерями, связанными с наличием вихревых токов, можно пренебречь.
23062. Вагон метрополитена массой m = 25 т отходит от станции и движется в гору с ускорением а = 0,6 м/с2. Уклон горы а = 0,03. Определите силу тока I, который будет протекать через обмотку электродвигателя, когда вагон пройдет путь s = 0,5 км. Коэффициент сопротивления движению k = 0,01, напряжение в линии U = 2,5 кВ, КПД h = 0,8.
23063. Определите коэффициент полезного действия h солнечной батареи, если на нее падает световой поток мощностью P0 = 1 мкВт. Внутреннее сопротивление батареи r = 20 кОм. Батарея вырабатывает ЭДС E0 = 2·105 В на каждый Вт падающей на нее световой мощности. Батарея нагружена так, что во внешней цепи рассеивается максимальная мощность.
23064. По медной проволоке площадью сечения S = 0,1 мм2 начинают пропускать прямоугольные импульсы тока амплитудой l = 10 А и длительностью t0 = 100 мкс с частотой f = 1 кГц (рис. ). Определите время t, за которое проволока нагреется на dT = 100 К. Считайте, что сопротивление проволоки не зависит от температуры. Теплоотводом можно пренебречь.
23065. Схема питания гелий-неонового лазера, генерирующего световой поток мощностью P = 30 мВт, изображена на рисунке Вольтметр показывает напряжение U = 2 кВ, миллиамперметр — силу тока l = 50 мА. Внутреннее сопротивление источника r = 20 кОм. Определите КПД h лазерной установки.
23066. Электрон, движущийся со скоростью v = 107 м/с, влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 2 Тл под углом а = 60° к линиям магнитной индукции. Определите шаг винтовой траектории электрона.
23067. Атом водорода попадает в магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости электронной орбиты. Определите изменение частоты dv электрона на орбите. Индукция магнитного поля В = 1 Тл. Считайте, что в магнитном поле изменяется скорость движения электрона по орбите и не изменяется ее радиус. При решении задачи используйте приближение v2 -v20 = 2v0dv.
23068. Электрон, двигаясь с постоянной скоростью, влетает в некоторую область пространства, где имеются однородные статические электрическое и магнитное поля, силовые линии которых параллельны друг другу. В начальный момент времени скорость электрона перпендикулярна силовым линиям. Вектор магнитной индукции В = 1 Тл. Определите напряженность Е электрического поля, если известно, что, сделав n = 40 витков спирали, электрон сместился вдоль поля на расстояние S = 1,8 см.
23069. Определите максимальную скорость изменения индукции магнитного поля dВ/dt, если на концах намотки рамки, помещенной в это поле, возникает переменное напряжение с амплитудным значением Emах = 0,01 В. Рамка имеет площадь S = 2 см2 и количество витков n = 40. Нормаль к плоскости рамки составляет с направлением магнитного поля угол а = 60°.
23070. Рамка площадью S = 20 см2, имеющая n = 1000 витков, вращается с частотой f = 50 Гц в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям магнитной индукции. Определите максимальную ЭДС Emах, индуцируемую в рамке.
23071. В замкнутую накоротко катушку из медной проволоки вводят магнит, создающий внутри ее поле В = 10-2 Тл. Определите заряд q, протекающий при этом через катушку. Радиус витка катушки r = 10 см, площадь поперечного сечения проволоки S = 0,1 мм2.
23072. Электромотор питается от батареи с ЭДС E = 12 В. Определите механическую работу A, совершаемую мотором за время t = 1 с, если сила тока, протекающего по его обмотке, I = 2 А. При полном затормаживании якоря сила тока в цепи I0 = 3 А.
23073. На горизонтальный вал мотора равномерно наматывается нитка, на которой подвешен груз массой m = 0,8 кг. Мотор питается от аккумулятора с ЭДС E = 12 В. Сопротивление цепи мотора r = 3,4 Ом. Радиус вала мотора а = 0,5 см. Определите число оборотов n в секунду якоря и ЭДС индукции Eинд, возникающую в нем, если сила тока, текущего по обмоткам мотора, l = 3,3 А.
23074. В катушке индуктивности сила тока линейно увеличивается со скоростью dl/dt = 10 А/с. Определите ЭДС индукции Eинд, возникающую при этом в катушке. Резонансная частота колебательного контура, образованного из этой катушки и конденсатора емкостью С = 100 пФ, равна v = 100 кГц.
23075. При переходе света из воздуха в стекло угол падения равен а = 50°, а угол преломления b = 30°. Определите скорость света в стекле.
23076. Определите угол падения луча на поверхность воды из воздуха, если известно, что он больше угла преломления на 10°. Показатель преломления воды n = 4/3.
23077. Луч света падает на плоскопараллельную стеклянную пластинку под углом а = 45°. Постройте ход лучей в пластинке с учетом многократных отражений и преломлений на границах стекло — воздух и воздух — стекло. Определите, на каком расстоянии находятся соседние лучи, отраженные и выходящие из точек верхней поверхности пластинки. Толщина пластинки а = 1 см, показатель преломления стекла n = 1,41.
23078. Луч света падает на боковую грань равнобедренной призмы. Преломленный луч проходит внутри призмы параллельно ее основанию, а отраженный составляет с ним угол, равный 90°. Определите угол ф при вершине призмы. Показатель преломления материала призмы n = 1,5.
23079. Луч света падает на основание прямоугольной призмы перпендикулярно основанию (рис. ). Определите угол у между падающим лучом и лучом, вышедшим из призмы. Угол при вершине призмы ф = 30°. Показатель преломления материала призмы n = 1,5.
23080. В опытах по интерференции света для получения двух когерентных источников используется тонкая бипризма Френеля с преломляющим углом ф = 5,7°, изготовленная из стекла (рис. ). Определите расстояние между когерентными источниками, если точечный источник света S находится на расстоянии а = 10 см от бипризмы. Показатель преломления стекла n = 1,5.
23081. Равнобедренная стеклянная призма с малыми преломляющими углами а = 3° помещена в пучок параллельных лучей, падающих нормально на ее основание (рис. ). Показатель преломления стекла n = 1,5, размер основания призмы 2а = 5 см. Определите, на каком расстоянии l от призмы нужно расположить плоский экран, перпендикулярный световым лучам, падающим на призму, чтобы в его середине образовалась темная полоса шириной 2d = 1 см.
23082. В сосуд налили жидкость с абсолютным показателем преломления n1 = |/2, а сверху налили жидкость с абсолютным показателем преломления n2 = |/3. Жидкости не перемешиваются. На дно сосуда поместили точечный источник света. Определите, под каким углом к вертикали луч выйдет из жидкостей, если этот луч падает на границу раздела жидкостей под углом а = 60°.
23083. В сосуд налита жидкость с абсолютным показателем преломления n1, а сверху другая жидкость. Жидкости не перемешиваются. На дно сосуда помещен точечный источник света, луч от которого падает на границу раздела жидкостей под углом а = 60°. Определите, при каком показателе преломления n1 луч на границе с воздухом испытывает полное внутреннее отражение.
23084. Луч света падает на стеклянную призму ABC (АВ = ВС) перпендикулярно грани АВ (рис. ). Показатель преломления стекла n = |/1,5. Определите угол между лучами, вышедшими из призмы.
23085. Луч света падает на прямоугольную стеклянную призму ABC (АС = АВ) под углом а = 45° к грани ВС (рис. ). Показатель преломления стекла n = |/2. Определите, какой угол у с нормалью к грани АС образует луч, вышедший из призмы через эту грань.
23086. Луч света падает на стеклянную призму ABC (АВ = ВС) перпендикулярно грани АВ (см. рис. ). Определите дальнейший ход луча. Рассмотрите призмы с показателями преломления n1 = 1,2 и n2 = 1,6.
23087. Луч света от точечного источника S, расположенного на поверхности стеклянной полусферы, падает на плоское зеркало в точку его касания с полусферой под углом а = 30° (рис. ). Радиус сферы R = 10 см. Показатель преломления стекла n = 1,5. Определите длину пути луча внутри полусферы.
23088. Луч света падает на плоскопараллельную пластинку под углом а = 45°. Определите толщину d плоскопараллельной пластинки, если смещение луча после выхода из пластинки равно s = 2 см. Абсолютный показатель преломления вещества пластинки n = 1,8.
23089. Луч света падает на плоскопараллельную пластинку толщиной d = З см под углом а = 60°. Определите оптическую длину пути луча в плоскопараллельной пластинке. Абсолютный показатель преломления вещества пластинки n = 1,5.
23090. На дно сосуда, наполненного водой до высоты H = 15 см, помещен точечный источник света. Определите наименьший диаметр непрозрачной пластинки, которую надо поместить на поверхности воды над источником света, чтобы свет не выходил из сосуда. Абсолютный показатель преломления воды n = 4/3.
23091. Линза дает увеличение предмета Г = 3. Предмет находится на расстоянии d = 40 см от линзы. Определите фокусное расстояние линзы.
23092. Линза дает увеличение предмета Г = 2. Определите, на каком расстоянии от линзы находится предмет. Оптическая сила линзы D = 20 дптр.
23093. Расстояние от предмета до экрана L = 105 см. Линза, расположенная между ними, дает на экране увеличенное изображение. Если линзу переместить на расстояние l = 32 см, то на экране будет уменьшенное изображение. Определите фокусное расстояние линзы.
23094. Между неподвижным предметом и экраном передвигают линзу. При этом получают резкие изображения предмета размерами h1 = 9 см и h2 = 16 см. Определите размер предмета.
23095. Расстояние от предмета до экрана L = 5 м. Определите оптическую силу линзы и расстояние от линзы до предмета, чтобы с ее помощью можно было получить изображение предмета на экране, увеличенное в Г = 4 раза.
23096. Определите размер изображения стержня, полученного с помощью рассеивающей линзы с фокусным расстоянием F = 12 см. Стержень лежит на главной оптической оси линзы, причем один конец стержня расположен в фокусе. Длина стержня l = 12 см.
23097. Действительное изображение предмета, полученное с помощью собирающей линзы, находится от нее на расстоянии f1 = 80 см. Собирающую линзу заменяют на рассеивающую с таким же фокусным расстоянием. Изображение в этом случае находится на расстоянии f2 = 20 см от линзы. Определите фокусное расстояние линз и увеличение в каждом случае.
23098. На расстоянии d = 80 см от рассеивающей линзы с фокусным расстоянием F = 20 см на ее главной оптической оси находится точечный источник света. Линзу передвинули на а = 2 см в направлении, перпендикулярном главной оптической оси. Определите, куда и насколько надо передвинуть источник, чтобы его изображение оказалось на прежнем месте.
23099. Небольшому шарику, который находится на поверхности горизонтально расположенной линзы, сообщили вертикальную скорость v0 = 10 м/с. Определите, в течение какого времени т будет существовать действительное изображение шарика в этой линзе. Оптическая сила линзы D = 0,5 дптр. Ускорение свободного падения g ~ 10 м/с2.
23100. Предмет помещен на расстоянии d = 4F от линзы. Определите, во сколько раз изображение предмета на экране меньше самого предмета.
23101. Объектив фотоаппарата имеет фокусное расстояние F = 5 см. Определите, на каком расстоянии от объектива должен быть помещен предмет, чтобы снимок получился в 1/9 натуральной величины.
23102. Определите фокусное расстояние линзы, склеенной из двух стекол очков дальнозоркого человека, если расстояние наилучшего зрения для одного его глаза d1 = 50 см, а для другого d2 = 100 см.