Практическое занятие по физике

Примеры решения задач
по электротехнике, физике
Электродинамика
Практическое занятие по физике
Контрольная работа
Семинарское занятие
Лекции и конспекты по физике
Электростатика
Магнитное поле постоянных токов
Атомные физика
РАДИОАКТИВНОСТЬ
Расчет выпрямителей, работающих на нагрузку
с индуктивной реакцией
Рассчитать параметрический стабилизатор
напряжения
ПРИНЦИП РАБОТЫ ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Двухполупериодный мостовой выпрямитель
СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ
ПРИМЕР РАСЧЕТА
ГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА
СТАБИЛИЗАТОРА
Схема стабилизатора со сглаживающим фильтром.
Лабораторная работа
ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
ФОТОПРИЁМНИКИ
ИЗУЧАЕМАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ
ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ
Практическая часть работы
РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ
МАЛОЙ МОЩНОСТИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА
Конструктивный расчет обмоток
 

Практическое занятие № 1.

Тема: Тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана. Закон Вина.

Цель занятия: Ознакомиться с основными законами теплового излучения.

Время, отведённое на проведение занятия 2 часа.

Порядок проведения занятия:

повторить теоретический материал;

решить типовые задачи;

решить самостоятельно предложенные задачи.

Основные теоретические положения.

Определения:

1) Энергетическая (интегральная) светимость , где - мощность, излучаемая с поверхности площадью S.

2) Излучательная способность (спектральная плотность энергетической светимости) или .

l - длина волны,

w - частота (круговая частота)

Законы: 1) Стефана – Больцмана

, где s = 5,7×10-8

2) I закон Вина , где b = 2,9×10-3 м×К.

3) II закон Вина  где с¢=1,3×10-5

lmax – длина волны, на которую приходится максимум излучения,

rmax – максимальное значение r.

4) Гипотеза Планка: энергия излучается и поглощается порциями.

e = hn

5) Формула Планка

где ; e = 2,7;   Дж/К.

Типовые задачи

1) Вычислить lmax для человека (t = 37°С), электрической лампочки (t » 2500°C), Солнца (t = 5600°C) ядерного взрыва (t » 2×107°C).

;

2) Вычислить мощность теплового излучения Солнца (считая, что   м, T » 6000 К, коэффициент черноты = 1).

Þ

3) Оценить  для человека

Задачи для самостоятельного решения.

1) Вычислить суточные потери энергии для человека, считая, что площадь его тела S = 2м2, а температура окружающей среды

1) -20°С.

2) +20°С.

Сравнить с энергией, получаемой с продуктами питания.

2) Оценить энергию кванта, соответствующего lmax для человека.

3) Установить связь между и

;

4) Вывести из формулы Планка формулы Релея – Джинса и Вина.

Если l велико (формула Р-Д), то

Если l мало (формула В), то

5) Вывести из формулы Планка законы Вина

Используем условие экстремальности

Þ

обозначая , получаем

Полагая , имеем x » 5, т.е

Þ lmax и rmax

6) Вывести из формулы Планка законы Релея – Джинса.

R = . Используем справочный интеграл

Дополнительные задачи

В.С Волькенштейн “Сборник задач по общему курсу физики” (18.5; 18.6; 18.9; 18.12; 18.15; 18.20).

Теоретические вопросы (для проверки усвоения)

1. Какова природа теплового излучения?

2. Чем интересно тепловое излучение?

3. Как формулируются законы Стефана – Больцмана и Вина?

4. Сформулируйте гипотезу Планка.

5. В чем сущность инфракрасной и ультрафиолетовой катастроф?

6. Выглядит график r(l)?

7. Какое тело при равной температуре светит ярче черное или белое?

8. Как формулируется закон Кирхгофа?

9. Что является примером черного тела?

Литература:

Трофимова Т.И., Курс физики. М.: Высшая школа, 2002 – 367-374 с.

Тема: Специальная теория относительности. Цель занятия: Вывести преобразования Лоренца, рассмотреть законы релятивистской динамики и их следствия.

Тема: Законы фотоэффекта. Эффект Комптона. Цель занятия: Изучить законы квантовой теории излучения.

Тема: Теория атома водорода по Бору. Цель занятия: Рассчитать характеристики траектории электрона в водородном атоме.

Тема: Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля. Цель занятия: Ознакомиться с волновыми свойствами микрочастиц и правилами расчёта длины волны де Брой.

Лабораторная работа по физике