Treść zadania

Klara399

Proszę o Pomoc
1 Ile powinna wynosić indukcyjność w obwodzie drgającym zawierającym kondensator o pojemności 17 pF, ażeby układ ten mógł generować fale elektromagnetyczne o długości 550 nm (tzn. światło widzialne)? Skomentuj swoją odpowiedź.

2 Maksymalne natężenie pola elektrycznego pewnej płaskiej fali elektromagnetycznej wynosi 3,2 ∙ 10-4 V/m. Znajdź maksymalną wartość indukcji pola magnetycznego tej fali.

3 Niektóre lasery na szkle neodymowym mogą w impulsie o długości fali 0,26 μm i czasie trwania 1 ns wysyłać promieniowanie o mocy 100 TW. Ile energii dostarcza taki impuls?

4. Czarny, całkowicie pochłaniający kawałek kartonu o polu powierzchni S = 2 cm2 ustawiono na drodze wiązki światła o natężeniu 10 W/cm2. Oblicz ciśnienie wywierane przez światło na ten kawałek kartonu.
5. Ciało drgające ruchem harmonicznym potrzebuje 0,25 s na przejście z punktu, w którym ma zerową prędkość, do następnego takiego punktu. Odległość między tymi punktami jest równa 36 cm. Wyznacz: a) okres, b) częstość i c) amplitudę drgań.

Zgłoś nadużycie

Komentarze do zadania

Zaloguj się lub załóź konto aby dodać komentarz.

Rozwiąż to zadanie i zarób nawet 16 punktów. 2 za rozwiązanie zadania, 12 gdy Twoja odpowiedź zostanie uznana jako najlepsza.

Rozwiązania

  • antekL1

    1.
    Układ LC [ kondensator + cewka indukcyjna ] są w rezonansie (wtedy najlepiej emitują fale e-m)
    gdy zachodzi równość (f - częstotliwość fali, L - indukcyjność, C - pojemność)

    f = 1/ [ 2 pi * pierwiastek(L * C) ] ; stąd: L = 1 / (4 pi^2 f^2 C )

    Z długości fali lambda = 550 * 10^(-9) m i prędkości światła c = 3 * 10^8 m/s
    liczymy częstotliwość f
    f = c / lambda = 3 * 10^8 / [ 550 * 10^(-9) ] = około 5.45 * 10^14 Hz.

    Wstawiamy f do wzoru na L, pamiętamy o zamianie 17 pF = 17 * 10^(-12) F
    L = 1 / [ 4 pi^2 * (5.45 * 10^14)^2 * 17 * 10^(-12) ] = około 5 * 10^(-21) henra.

    Jest to co najmniej o 10 RZĘDÓW wielkości mniej niż indukcyjności w naszym otoczeniu, światła widzialnego klasycznym obwodem LC raczej się nie wyprodukuje...
    ==================================

    2.
    Związek między amplitudą E pola elektrycznego i amplitudą pola magnetycznego B
    jest taki:

    E = B c ; gdzie c = 3 * 10^8 m/s - jest prędkością światła. Czyli:

    B = E / c = 3.2 * 10^(-4) / (3 * 10^8) = około 1 * 10^(-12) T (tesli)
    ==================================

    3.
    Trzeba pomnożyć moc razy czas, tylko pozmieniać jednostki
    t = 1 ns = 10^(-9) s - czas, zamiana nanosekund na sekundy
    P = 1 TW = 10^12 W - moc, zamiana terawatów na waty

    Energia E = P t = 10^12 * 10^(-9) = 10^3 W = 1000 W = 1 kW
    ==================================

    4.
    Oznaczmy:
    P = 10 W/cm^2 = 10^5 W / m^2 - natężenie wiązki światła,
    c = 3 * 10^8 m/s - prędkość światła
    p - ciśnienie do obliczenia

    Wtedy p = P / c
    p = 10^5 / (3 * 10^8) = około 0.00033 Pa (paskala)

    Wymiar wyniku:
    [ p ] = (W/m^2) / (m/s) = [ J / (s * m^2) ] * (s / m) = N * m / m^3 = N / m^2 = Pa.
    Wyprowadzenie wzoru na ciśnienie (na podstawie zmiany pędu pochłanianych fotonów) jest w wielu miejscach w sieci.
    ==================================

    5.
    a)
    Wymienione w zadaniu 0.25 s to połowa okresu drgań czyli okres T = 0,5 s.
    b)
    Pewnie chodzi o "omega", częstość kołową, a nie częstotliwość równą 1 / T.
    omega = 2 pi / T
    omega = 2 pi / 0.5 = około 12.6 rad / s
    c)
    Podana odległość jest równa dwóm amplitudom, czyli
    2A = 36 cm = 0.36 m ; stąd amplituda:
    A = 0.18 m = 18 cm
    ==================================
    W razie pytań albo jak się pomyliłem pisz proszę na priv.

Podobne materiały

Przydatność 50% Wyznaczanie prądów w obwodzie metodą oczkową - przykładowe zadanie prąd stały

Wyznaczanie prądów w obwodzie metodą oczkową - przykładowe zadanie prąd stały

Przydatność 50% Wyznaczanie prądów w obwodzie metodą gałęziową - przykładowe zadanie

Wyznaczanie prądów w obwodzie metodą gałęziową - przykładowe zadanie

Przydatność 50% Elementy R, L, C w obwodzie prądu sinusoidalnego

W obwodach prądu sinusoidalnego mamy do czynienia ze wszystkimi elementami pasywnymi, czyli z rezystorami o rezystancji R, kondensatorami o pojemności C, cewkami o indukcyjności L. Każdy element rzeczywisty jest tak zbudowany, że dominujące znaczenie ma jeden z wymienionych parametrów. Nie można jednak pominąć występowania pozostałych parametrów, chociaż w wielu wypadkach mają...

0 odpowiada - 0 ogląda - 1 rozwiązań

Dodaj zadanie

Zobacz więcej opcji