ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ

Наиболее полное собрание задач П.Л. Капицы

Предыдущие 30 задач                                        Следующие 30 задач

151. Имеется шесть кнопок. Пока ни одна из них не нажата, лампочка остается погашенной. При одновременном нажатии первой, второй и пятой кнопок лампочка загорается. Никакая другая комбинация нажатых кнопок лампочку не включает. Изобразите схему простейшей электрической цепи с такими свойствами.

 

152. Сверхпроводящий соленоид в основном состоит из меди с коэффициентом заполнения объема 0,5. Наружный диаметр 10 см, внутренний - 2 см и его высота 15 см. Поле внутри - 50 кЭ. Внезапно нарушается сверхпроводимость обмотки. Определить температуру нагрева меди.

 

153. Проволочный соленоид подключен к батарее. Как будет меняться ток в цепи при быстром распрямлении проволоки?

 

154. Дан колебательный контур, известны L и С. Оцените ту минимальную силу тока, при которой можно обнаружить в нем колебания.

 

155. В катодном осциллографе пучок электронов создается при потенциале в 1000 В. Отклонение пучка производится на длине 2 см конденсатором. Опишите, как будет зарегистрирован на развертке прямоугольный импульс, направленный в осциллограф по линии с крутизной подъема в 0,01 нс.

 

156. Имеется простой электроскоп, основные размеры его даны на рис. 9. Золотой лепесток имеет длину 2 см и толщину 0,1 мкм. Оцените угол a отклонения лепестка, если электроскоп заряжен до 300 В.

 

157. Оцените возможность обнаружения быстрой заряженной частицы по индукционному эффекту в конденсаторе, катушке или резонаторе.

 

158. На круглый однородный железный сердечник заданных размеров, покрытый ровным слоем изоляции, намотан один слой проволоки квадратного сечения. По проволоке идет постоянный ток. Опишите явления при внезапном разрыве тока и оцените перенапряжение на концах обмотки. Рассчитайте габариты такого устройства на перенапряжение 100 000 В.

 

159. Проводящий цилиндр окружен длинным однослойным соленоидом; между ними небольшой зазор. Покажите, что скорость распространения электрических волн в такой системе приблизительно равна скорости света, помноженной на отношение длины соленоида к длине его обмотки.

 

160. Если изолированный постоянный магнит зарядить до некоторого потенциала, то кругом него будет одновременно существовать постоянное электрическое Е и магнитное Н поля, и вектор Пойнтинга S = c/4p [EH] не будет равен нулю. Какому электромагнитному излучению он соответствует?

 

161. В запаянной трубке находится воздух при данном давлении и температуре. Один конец трубки помещен в однородное магнитное поле. Благодаря парамагнетизму кислорода произойдет перераспределение концентраций его вдоль трубки.

а) Оценить величину изменений концентраций вдоль трубки.

б) Оценить постоянную времени установления процесса.

в) Разобрать возможности использования этого процесса для выделения кислорода из воздуха.

 

162. Цилиндрический сосуд с жидкой смесью кислорода и азота при нормальном давлении помещен в соленоид так, чтобы один конец находился в центре соленоида, а другой снаружи. Определить гидростатическое давление в жидкости при разных концентрациях смеси, если поле внутри соленоида равно 300 кгс.

 

163. Хонда нашел экспериментально, что у графита в направлении главной кристаллической оси шестого порядка и в двух направлениях, перпендикулярных к ней, имеются три различных значения магнитной восприимчивости. Покажите, что такой результат возможен только в том случае, если в графите имеются примеси ферромагнитного вещества.

 

164. Чему равно сопротивление тонкой металлической проволоки диаметром d с зеркальной поверхностью, выраженное через параметры массивного металла? (Считать, что свободный пробег l > d).

 

165. Для демонстрации существования точки Кюри у ферромагнетиков на лекции показывают следующий опыт. Звездочка А, лучи которой сделаны из ферромагнитного материала, может вращаться на острие вблизи постоянного магнита В (рис. 10). Если около магнита помещена горелка С, то звездочка приходит в движение. Оценить термодинамический КПД такого двигателя.

 

166. Вычислить температуру, которую приобретает парамагнитная соль NH₄Fe(SO₄)₂ • 12H₂O после размагничивания от 20 кЭ до 100 Э, считая, что соль во всей области температур подчиняется закону Кюри и что время спин-решеточной релаксации много больше времени размагничивания. Начальная температура 1 К.

 

167. Как влияет на точку Кюри и кривую температурной зависимости намагниченности никеля магнитное поле в 140 кЭ?

 

168. Как электрическими, магнитными и другими силами можно свободно подвесить тело, которое могло бы быть в устойчивом равновесии с силой тяжести (гроб Магомета)?

 

169. Постоянный магнит цилиндрической формы парит над сверхпроводящей плоскостью (опыт Аркадьева). Определите зазор между цилиндром и плоскостью.

 

170. Над плоской поверхностью сверхпроводника в устойчивом положении парит намагниченный вдоль оси постоянный цилиндрический магнит. Определить, в каких пределах находится частота собственных колебаний магнита по вертикали.

 

171. По исследованиям Айртон, напряжение на электрической дуге Е = а + b / i, где а и b - константы, i - сила тока. Разобрать вопрос стабильности дуги в зависимости от питающего ее напряжения.

 

172. Какого цвета будет казаться красная жидкость, если сосуд с ней поместить в сосуд с синей жидкостью?

 

173. Опишите отражение белого цвета от боковой стороны мыльного пузыря в зависимости от его размеров и толщины пленки.

 

174. Продумайте возможность создания оптического прибора, с помощью которого липпмановская фотография могла бы рассматриваться так, чтобы оба глаза видели ее в одинаковых цветах.

 

175. Какое количество капель воды находится в кубическом сантиметре тумана, если видимость равна 100 м и туман держится около часа?

 

176. Через час после заседания в комнате еще сильно чувствуется запах табака. Солнечный луч, проходящий в комнате, рассеивается на величину 10^-5 на расстоянии 1 см. Оценить степень загрязнения воздуха дымом.

 

177. Как зависит поглощение электромагнитных волн в плазме от величины магнитного поля? (Волна распространяется вдоль магнитного поля).

 

178. Определить потерю энергии пучка электронов с энергией в 1 кЭВ, проходящего через водородную плазму, находящуюся при температуре Т = 3 • 10⁴ К и давлении р = 1 атм.

 

179. Пучок электронов в вакууме с энергией 10⁴ эВ и током в 1 А двигается вдоль магнитного поля напряженностью 10³ Э. Каково наименьшее сечение электронного пучка, остающееся неизменным в данной системе?

 

180. Какую и как можно получить наибольшую температуру в фокусе собирательной чечевицы или зеркала от Солнца? Как эта температура сравнима с температурой Солнца?

 

Предыдущие 30 задач                                        Следующие 30 задач