11 клас

Готуємось до контрольної роботи:

Щоб у коливальному контурі виникли вільні коливання, системі необхідно передати енергію, наприклад зарядити конденсатор. На обкладках конденсатора накопичується певний заряд qmax, а між обкладками виникає електричне поле, енергія якого дорівнює:

Електричним коливальним контуром називається електричне коло, що складається з конденсатора C й котушки L.

•  Електромагнітними коливаннями називають періодичні (або майже періодичні) зміни заряду, сили струму й напруги.

•  Фізична модель, що являє собою коливальний контур, у якому відсутні втрати енергії, називається ідеальним коливальним контуром, а коливання в ньому — власними коливаннями.

•  Повна енергія коливань у контурі: 

•  Змінний струм — електричний струм, що періодично змінюється за модулем й напрямком.

•  Вимушені електромагнітні коливання — незатухаючі коливання заряду, напруги, сили струму й інших фізичних величин, зумовлених ЕРС, що періодично змінюється:

•  Джерело електричної енергії, яке створює ЕРС, що періодично змінюється, називають генератором змінного струму.

Напруга на обкладках конденсатора й сила струму в коливальному контурі змінюються із частотою  , причому коливання сили струму випереджають за фазою коливання напруги на /2.

•  Ємнісний опір дорівнює:

•  Коливання напруги на котушці випереджають коливання сили струму на /2.

•  Індуктивний опір дорівнює:

•  Повний опір коливального контуру змінного струму дорівнює:

•  Закон Ома для кола змінного струму:

Трансформатор — пристрій, що застосовують для підвищення або зниження напруги змінного струму.

•  Коефіцієнт трансформації — величина, що дорівнює відношенню напруг у первинній і вторинній обмотках трансформатора:

• Відношення потужності, яку трансформатор віддає споживачеві електричної енергії, до потужності, яку трансформатор споживає з електричної мережі, називають ККД трансформатора.

 Тільки заряди, що рухаються із прискоренням, можуть передавати енергію опосередковано, за допомогою створюваного ними електромагнітного поля.

•  Електромагнітна хвиля — це процес поширення в просторі із часом вільного електромагнітного поля.

•  Швидкість поширення електромагнітної хвилі — це відстань, на яку поширюється хвиля за одиницю часу:

•  Довжина хвилі λ — це відстань, на яку поширюється електромагнітна хвиля за час одного періоду.

•  Існування електромагнітних хвиль було передбачено Максвеллом. Для перевірки цієї теорії Г. Герц використав відкритий коливальний контур (вібратор), що дозволило переконатися в правильності висновків теорії.

•  Герц зміг визначити швидкість електромагнітної хвилі за формулою:

Перевір себе:

 1. Ємність конденсатора коливального контуру збільшили в 3 рази, а з котушки контуру вийняли сердечник, внаслідок чого її індуктивність зменшилася в 48 разів. У скільки разів змінився період вільних електромагнітних коливань у контурі?

А Зменшився у 12 разів.

Б Зменшився в 4 рази.

В Збільшився в 4 рази.

Г Збільшився у 12 разів.

2. Під час вільних незатухаючих електромагнітних коливань у контурі, що складається з котушки індуктивності 40 мГн і конденсатора електроємністю 1 мкФ, максимальна напруга на конденсаторі дорівнює 60 В. Визначте максимальну силу струму в котушці.

А 0,15 А.

Б 0,3 А.

В 9,5 А.

Г 12 А.

3. Під час вільних незатухаючих електромагнітних коливань у коливальному контурі максимальний заряд конденсатора дорівнює 20 мкКл. Скільки разів у хвилину модуль заряду конденсатора набуває значення 15 мкКл, якщо частота коливань 1 кГц?

А 90 000.

Б 120 000.

В 180 000.

Г 240 000.

4. У послідовному колі змінного струму індуктивність котушки 10 мГн, електроємність конденсатора 0,01 мкФ. Частоту змінного струму збільшують від 8 до 12 кГц, не змінюючи амплітудного значення напруги на полюсах джерела струму. Визначте, як змінюється амплітудне значення сили струму в колі.

А Увесь час збільшується.

Б Увесь час зменшується.

В Спочатку збільшується, потім зменшується.

Г Спочатку зменшується, потім збільшується.

5. У генераторі на транзисторі виникають електромагнітні коливання частотою 50 кГц. Що потрібно змінити, щоб частота коливань зменшилася до 25 кГц.

А Збільшити LCB в 2 рази.

Б Зменшити C в 2 рази.

В Збільшити L в 4 рази.

Г Зменшити напругу джерела струму у 2 рази.

6. Напруженість електричного поля плоскої електромагнітної хвилі коливається уздовж напрямку північ-південь, а індукція магнітного поля хвилі — уздовж вертикалі. Визначте можливий напрямок поширення хвилі.

А На північ.

Б На захід.

В Нагору.

Г На південь.

7. Визначте довжину електромагнітної хвилі у вакуумі, якщо частота хвилі 500 МГц.

А 1,5 см.

Б 6 см.       

В 15 см.

Г 60 см.

8. У дослідах Герца використання оцинкованого заліза мало забезпечити...

А ...поглинання електромагнітних хвиль.

Б ...відбиття електромагнітних хвиль.

В ...заломлення електромагнітних хвиль.

Г ...випромінювання електромагнітних хвиль.

9. Визначте функцію мікрофона в радіозв’язку.

А Перетворення електромагнітних хвиль у звукові.

Б Утворення звукових коливань.

В Перетворення звукових коливань в електромагнітні.

Г Посилення звукових коливань.

10. Визначте, для чого може знадобитися збільшення проміжку часу між імпульсами радіолокатора.

А Для більш точного визначення напрямку на об’єкт.

Б Для збільшення максимальної відстані виявлення об’єкта.

В Для більш точного визначення відстані до об’єкта.

Г Для зменшення мінімальної відстані виявлення об’єкта.

Розвязування задач:

1 Частота електромагнітних коливань у контурі дорівнює 20 кГц. Визначте частоту, якщо паралельно до конденсатора ємністю 0,2 мкФ приєднали конденсатор ємністю 3 мкФ.

Розв'язання

Початкову частоту коливань у контурі можна визначити, скориставшись формулою Томсона: v₀ = = .

Унаслідок паралельного приєднання ще одного конденсатора ємність контуру збільшилась: С = С₀ + С₁ = 0,2 + 3 = 3,2 (мкФ), змінилась і частота коливань: v =  = .

Під час розв'язування подібних задач слід пам'ятати, що вільні електромагнітні коливання відбуваються у коливальному контурі, який складається з котушки індуктивністю L і конденсатора (або батареї конденсаторів) ємністю С.

Період електромагнітних коливань визначається за формулою Томсона:

T = 2.

Отже,

Контрольна робота з теми: електромагнітні хвилі. 11 клас

Варіант 1

1.Побудувати коливальний контур з котушкою індуктивності і двома паралельно зʼєднаними конденсаторами.

2.На якій максимальній і мінімальній відстані до цілі працює локатор, якщо довжина імпульсу 4мкс, а інтервал між ними 120мкс.

3.Індуктивність коливального контуру 8млГн, ємність конденсатора 4 мкФ. Яка резонансна частота контуру та реактивний опір?

4.Фізичні принципи радіозв’язку.  Схема приймання і передавання радіохвиль.

5.Напруга на конденсаторі ємністю 42 мкФ  коливального контуру змінюється за законом u = 60sin314t. Обчисліть: період, частоту, максимальну напругу на конденсаторі, повну енергію контуру, опір кола (R = 0), максимальний струм котушки, потужність та запишіть  закон зміни струму .

6.Як поширюються радіохвилі?

Варіант 2

1.Побудувати коливальний контур з котушкою індуктивності і двома послідовно зʼєднаними конденсаторами.

2.На якій максимальній і мінімальній відстані до цілі працює локатор, якщо довжина імпульсу 8мкс, а інтервал між ними 140мкс.

3.Індуктивність коливального контуру 4млГн, ємність конденсатора 9 мкФ. Яка резонансна частота контуру та реактивний опір?

4.Фізичні принципи телебачення. 

5.Напруга на конденсаторі ємністю  40 мкФ  коливального контуру змінюється за законом u = 20sin(314t – 0,25). Обчисліть: період, частоту, максимальну напругу на конденсаторі, повну енергію контуру, опір кола (R = 0), зсув фаз, максимальний струм котушки, потужність та запишіть закон зміни струму.

6.Як поширюються НВЧ радіохвилі?

Варіант 3

1.Побудувати коливальний контур з двома котушками  індуктивності і двома паралельно зʼєднаними конденсаторами.

2.На якій максимальній і мінімальній відстані до цілі працює локатор, якщо довжина імпульсу 6мкс, а інтервал між ними 240мкс.

3.Індуктивність коливального контуру 8млГн, яка ємність конденсатора, якщо резонансна частота контуру 20кГц. Обчисліть реактивний опір контуру.

4.Фізичні принципи стільникового зв’язку.

5.Струм коливального контуру  індуктивністю 42мГн змінюється за законом і = 30sin(314t – 0,25). Обчисліть: період, частоту,зсув фаз, максимальний струм на котушці, повну енергію контуру, опір кола (R = 0), максимальну напругу на конденсаторі, потужність та запишіть закон зміни напруги.

6.Як поширюються ультракороткі радіохвилі?

Варіант 4

1.Побудувати коливальний контур з двома котушками  індуктивності і двома послідовно зʼєднаними конденсаторами.

2.На якій максимальній і мінімальній відстані до цілі працює локатор, якщо довжина імпульсу 12мкс, а інтервал між ними 640мкс.

3.Індуктивність коливального контуру 4млГн, яка ємність конденсатора, якщо резонансна частота контуру 9кГц. Обчисліть реактивний опір контуру.

4.Що таке релейна схема запропонована О.С.Поповим?

 5.Струм коливального контуру  індуктивністю 42мГн змінюється за законом і = 30sin(314t – 0,25). Обчисліть: період, частоту,зсув фаз, максимальний струм на котушці, повну енергію контуру, опір кола (R = 0), максимальну напругу на конденсаторі, потужність та запишіть закон зміни напруги.

6.Модуляція і демодуляція електромагнітних хвиль.

Готуємось до самостійної роботи.

1.Людині на мосту, що дивиться у воду, здається, що глибина річки дорівнює 1,5 м. Визначте справжню глибину ріки у місці спостереження.

2.Хлопчик намагається влучити палицею у камінь, що міститься на дні струмка, глибина якого 50 см. Точно прицілившись, він кидає палицю під кутом 45° до поверхні води. На якій відстані від каменя вдариться об дно палиця?

3.Сонячні промені падають під кутом 50° до горизонту. Визначте, під яким кутом а до горизонту треба розташувати плоске дзеркало, щоб сонячний зайчик освітив дно вузького глибокого вертикального колодязя (α – кут між відбиваючою поверхнею дзеркала та горизонтом). Відповідь запишіть у градусах. 

4.Дано: А – предмет, А' – його зображення . Знайти положення лінзи та її фокусів.

Готуємось до контрольної роботи : "Хвильова і квантова оптика".

Варіант 1

1.Дисперсія світла.

2.Квантові властивості світла.

3. Визначте енергію кванта видимого світла довжиною хвилі 500 нм.

4. На дифракційну решітку, що має N = 100 штрихів на міліметр, нормально падає світло довжиною хвилі λ = 450 нм. Визначте:а) найбільший порядок спектра;б) кут, під яким спостерігають максимум другого порядку.

Варіант 2

1.Інтерференція світла.

2.Рівняння фотоефекта.

3. Чутливість сітківки ока до жовтого світла становить 3,33 · 10^-18 Вт. Скільки фотонів має щомиті поглинати сітківка, щоб виникло зорове відчуття? Довжину хвилі прийміть рівною 600 нм.

4. Знайдіть найбільший порядок спектра для жовтої лінії натрію довжиною хвилі 590 нм, якщо період дифракційної решітки 1 мкм.

Варіант 3

1.Дифракція світла.

2.Формула тиску світла на поверхню речовини.

3. Робота виходу електронів з калію дорівнює 3,55 · 10-19 Дж. Визначте довжину хвилі червоної границі фотоефекту.

4. Для вимірювання довжини світлової хвилі застосовують дифракційну решітку, що має 2000 штрихів на 1 мм. Максимум першого порядку на екрані отриманий на відстані 20 см від центрального. Визначте довжину хвилі, якщо відстань від дифракційної решітки до екрана 1 м.

Варіант 4

1.Поляризація світла.

2.Енргія фотона.

3. Цинкова пластинка освітлюється монохроматичним світлом довжиною хвилі 300 нм. Якого максимального потенціалу набуває пластина? Червона границя фотоефекту для цинку дорівнює 332 нм.

4. На один квадратний метр поверхні тіла за 1 с падає 10⁵ фотонів довжиною хвилі 500 нм. Визначте світловий тиск, якщо всі фотони: а) тіло відбиває; б) тіло поглинає.

 Варіант 5

1.Світлові кванти.

2. Когерентні джерела і хвилі.

3. Робота виходу електронів з калію дорівнює 2,25 еВ. З якою швидкістю вилітають електрони з калію, якщо його освітили монохроматичним світлом довжиною хвилі 365 нм?

4. Дифракційна решітка, що має 100 штрихів на 1 мм, віддалена від екрана на 1,8 м. На якій відстані від центральної щілини перебуває перший максимум освітленості, якщо на решітку падає монохроматичне світло довжиною хвилі 410 нм?

Варіант 6

1.Тиск світла.

2.Умови інтерференції хвиль.

3. Якою найменшою напругою повністю втримуються електрони, вирвані ультрафіолетовими променями довжиною хвилі 0,1 мкм із вольфрамової пластинки? Робота виходу для вольфраму 4,5 еВ.

4. Для вимірювання довжини світлової хвилі застосовують дифракційну решітку, що має 1000 штрихів на 1 мм. Максимум першого порядку на екрані отриманий на відстані 24 см від центрального. Визначте довжину хвилі, якщо відстань від дифракційної решітки до екрана 1 м.

Варіант 7

1.Фотоефект.Закони фотоефекту.

2.Корпускулярно-хвильовий дуалізм світла.

3. Коли довжину хвилі випромінювання, що падає на катод фотоелемента, зменшили від λ1 = 500 нм до λ2 = 400 нм, максимальна швидкість фотоелектронів збільшилася в 3 рази. Визначте червону границю фотоефекту λmax для цього катода.

4. Знайдіть найбільший порядок спектра для жовтої лінії натрію довжиною хвилі 589 нм, якщо період дифракційної решітки 2 мкм.

Варіант 8

1.Радіаційний ефект світла.

2.Хвильові властивості світла.

3. Визначте сталу Планка, якщо зі збільшенням частоти електромагнітного випромінювання в процесі фотоефекту на 1,21 · 10¹¹ кГц затримувальний потенціал зріс на 0,5 В.

4. На дифракційну решітку, що має N = 200 штрихів на міліметр, нормально падає світло довжиною хвилі λ = 500 нм. Визначте:а) найбільший порядок спектра;б) кут, під яким спостерігають максимум другого порядку.