Контрольная работа по «Концепции современного естествознания»

 

    Решение:

    t  - время по часам корабля

    v  - скорость звезды

    c = 300 000 км/с - скорость света в  вакууме

    t0 - время, прошедшее на Земле:  
 

    t0 = t/SQRT(1-v*v/c*c) = 25 / √(1- (6,5×10^{4 *} 6,5×10⁴  / 9 * 10¹⁶ )) 
 
 
 

 

    Задание 7.  

    Яркость источника обратно пропорциональна  расстоянию до него. Сколько лет  надо лететь со скоростью 50 км/с до звезды Х, чтобы она стала ярче в n раз? Сколько лет идет свет от звезды до Земли?

    Варианты  задания

 

    Решение: 

    1 парсек = 30 800 000 000 000 км

    20,8 парсек = 640 640 000 000 000 км = 640 640 000 000 000 000 м = S 
 

    При движении света со скоростью С=3×108  м/c, считая движение равномерным, находим, что свет достигнет Земли за время:

                                    

    640 640 000 000 000 000 / 3×108  = 2135466666,666 сек. 

    Считая  яркость обратно пропорциональной расстоянию, находим, что с Земли  надо пролететь расстояние

                                        l=S*(1-1/n) = 3,171×1017  метров. 

    l= 640 640 000 000 000 000 * (1-1/4,5) =

    = 640 640 000 000 000 000 * 0,77777777777777777777777777777778 =  

    = 498275555555555555,5555555555557 метров

    Тогда, при полёте с нерелятивистской скоростью t =

    Время полёта составит t=498275555555555555,5555555555557 (м) / 50000 (м/c) =

    =  9965511111111,111111111111111114 секунд 

    Ответ: время полёта составит t = 9965511111111,111111111111111114 секунд 

 

    Задание 8. 

    На  поверхность приемника падает излучение с энергией квантов равной  e Дж. Определить длину волны излучения и определить, к какой области электромагнитного спектра оно относится.

    Варианты  задания 

 

    Решение: 

    Энергия кванта       по формуле Планка. 

    где  с – скорость света, равная 3×10⁸ м/с

    Длина волны излучения в данном случае составит  

    Численно  это равно  = 5,318×10-7  м = 531,8 нанометра 

    Специальная шкала электромагнитных излучений: по ней определяем, что данная длина волны относится к видимой части спектра, жёлтый цвет. 

    Ответ: длина волны: = 5,318×10-7  м = 531,8 нанометра,  (видимая часть спектра).

 

    Задание 9.  

    Источник, излучающий свет с длиной волны l =  удаляется от неподвижного наблюдателя со скоростью v. К какой части спектра относится это излучение? Какую длину волны (l1) определит неподвижное устройство-светоприемник? К какой области спектра оно будет относиться?   

    Примечание: знак минус перед скоростью означает, что источник света приближается 

 

Решение:

    Изменение частоты волнового импульса при  движении источника волн относительно наблюдателя называется эффектом Доплера (по имени обнаружившего его австрийского физика и астронома К. Доплера). При движении источника волн по направлению к наблюдателю длина волны l уменьшается, при движении от наблюдателя – увеличивается. Так, тональность звукового сигнала перед идущим локомотивом высокая, так как l уменьшается (звуковые волны сгущаются), а позади него звук низкий, т.к. l увеличивается. Длина волны связана со скоростью удаления источника от наблюдателя зависимостью l1=l* (u + v)/v, где v - скорость движения источника,    u  - скорость волны в среде. Для электромагнитных волн u равна скорости света в вакууме.

    В данном варианте длина волны l =520 нм, что соответствует видимой части спектра (желтому свету).

l

l

    l1 =( (3×10⁸ (м/с) + 5,5×10^{7 (}м/c)) / 5,5×10⁷ м/c ) * 520×10^{-9 м}

= 6,4545454545454545454545454545455 * 520×10^-9 =

= 3,3563636363636363636363636363634e-6 

Численно это  составляет  l 335,6 нм.

Ответ:  l =335,6 нм, что соответствует невидимой части спектра.

 

    10 Список используемой  литературы 

   

1. Делоне  Н.Б. Изменение фундаментальных законов  естествознания. // СОЖ. – Т.7. – 2001. - №6.
2. Рузавин  Г.И. Концепции современного естествознания. – М.: ЮНИТИ, 1997.
3. Концепции современного естествознания /под ред. С.И.Самыгина.-Ростов н/Д: Феникс, 1999.
4. Лавриненко В.Н. Концепции современного естествознания, М., 2000