Стандартный компакт-диск представляет собой залитую прозрачным пластиком тонкую металлическую пластинку, на которую штамповкой нанесено множество микроскопических углублений, в каждом из которых закодирован один бит информации. Оцените максимальное значение длины волны лазера, используемого для считывания информации в дисководе для компакт-дисков, если известно, что полезная ёмкость одного диска составляет $W = 640 Мбайт$, а его диаметр равен $D = 12 см$. Сколько информации можно было бы записать на такой диск при использовании лазера на нитриде галлия, излучающего свет с длиной волны $\lambda = 0,36 мкм$? Компакт-диски имеют только одну рабочую сторону.
Подробнее
Известно, что расстояние до Солнца $d = 150 млн. км$, его видимый угловой диаметр $\alpha \approx 0,5^{ \circ}$, температура на поверхности $T_{сол} = 5800 К$, плотность потока энергии солнечного света на Земле составляет $\omega \approx 1,4 кВт/м^{2}$. Исходя из этого, оцените вклад теплового излучения в процесс остывания стакана воды. Оцените, сколько времени он остывал бы от $100^{ \circ} C$ до $80^{ \circ} C$, если бы тепло терялось только за счёт излучения.
Подробнее
Нагретое до температуры $T$ чёрное тело излучает с квадратного метра поверхности мощность $W = \omega T^{4}; \sigma \approx 5,67 \cdot 10^{-8} Вт/(м^{2} \cdot К^{4})$. Оцените температуру поверхности быстро вращающегося астероида, если угловой диаметр Солнца, видимого с него, равен $\alpha = 1,5^{ \circ}$. Температура поверхности Солнца $T_{0} \approx 6 \cdot 10^{3} К$. Внутренних источников тепла у астероида нет.
Подробнее
Чёрный шарик радиусом $r = 1 мм$ подвешен на тонкой нити длиной $l = 1 м$. Вся система помещена в вакуумиро-ванную стеклянную трубку с аргоном при давлении $p_{0} = 0,1 Па$. Шарик освещают горизонтальным пучком света, плотность потока энергии в котором равна $\omega_{0} = 100 Дж/(м^{2} \cdot с)$. Оцените величину отклонения шарика от положения равновесия под действием света. Теплопроводностью шарика пренебречь. Учтите, что абсолютно чёрное тело, нагретое до абсолютной температуры $T$, излучает с единицы поверхности за единицу времени энергию, равную $\sigma T^{4}$, где $\sigma \approx 5,67 \cdot 10^{-8} Вт/(м^{2} \cdot К^{4})$. Температура газа в трубке постоянна и равна $T_{0} = 293 К$. Молярная масса аргона $\mu = 0,04 кг/моль$, плотность шарика $\rho = 1 г/см^{3}$.
Подробнее
«Фотонная ракета». Оцените, какой мощности лампочку нужно ввернуть в рефлектор настольной лампы массой $m = 1 кг$, чтобы она взлетела со стола под действием сил светового давления. Скорость света $c = 3 \cdot 10^{8} м/с$.
Подробнее
В цилиндре с зеркальным дном и зеркальным поршнем находится один фотон, импульс которого направлен перпендикулярно поверхности поршня, а частота равна $\omega_{0}$. Поршень начинают медленно передвигать и останавливают, когда объём сосуда уменьшается в $k$ раз. Чему будет равна частота фотона? Считайте, что длина волны фотона много меньше размеров сосуда, а импульс фотона много меньше импульса поршня. ^
Подробнее
Быстрая космическая частица, движущаяся с околосветовой скоростью, попадает в резервуар экспериментальной установки, заполненной жидкостью с показателем преломления $n = 1,6$. Прохождение частицы через жидкость сопровождается световым излучением. После попадания в установку частицы был включён находящийся в том же резервуаре прибор П, который одновременно зарегистрировал две светящиеся точки А и Б. Схема опыта в определённом масштабе приведена на рисунке. Объясните наблюдавшееся явление и, используя чертёж, найдите скорость частицы. Торможением частицы в жидкости можно пренебречь.
Подробнее
Природный уран состоит на $n_{1} = 0,7%$ из изотопа $U^{235}$ и на $n_{2} = 99,3%$ — из $U^{238}$. По современным представлениям, все элементы тяжелее железа образовались при взрывах сверхновых звёзд, а после этого из получившихся газопылевых облаков возникли звёзды следующего «поколения», в частности, Солнце и планеты Солнечной системы. По-видимому, в этих выбросах всех изотопов урана было примерно поровну. Оцените, сколько лет назад произошёл тот выброс вещества, из которого сформировалась наша Земля. Период полураспада, то есть время, в течение которого число атомов данного изотопа уменьшается в 2 раза, для $U^{235}$ равно $T_{1} = 7 \cdot 10^{8}$ лет, а для $U^{238} - T_{2} = 4,5 \cdot 10^{9}$ лет.
Подробнее
Определить фокусное расстояние сферического зеркала радиусом $R$.
Подробнее
Источник $S$ находится на расстоянии $d$ от центра $O^{ \prime}$ сферического зеркала. На каком расстоянии $f$ от точки $O^{ \prime}$ находится изображение источника? (формула сферического зеркала).
Подробнее
Солнечные лучи падают на горизонтальное дно озера под углом $\alpha = 30^{ \circ}$. Под каким углом $\beta$ солнечные лучи падают на поверхность воды? Показатель преломления воды $n = 1,33$.
Подробнее
Под каким углом свет падает на плоскую поверхность стекла, если отраженный и преломленный лучи образуют между собой прямой угол? Скорость света в стекле $v = 2 \cdot 10^{8} м/с$.
Подробнее
Луч света, идущий из толщи воды, претерпевает полное внутреннее отражение на ее поверхности. Выйдет ли луч в воздух, если на поверхность воды вылить слой кедрового масла?
Подробнее
На дне водоема, глубина которого $l = 13 м$, лежит предмет $S$. На каком расстоянии от поверхности воды видит предмет человек, если луч зрения перпендикулярен поверхности воды? Показатель преломления воды $n = 1,3$.
Подробнее
Найти положение изображения $S^{ \prime}$ источника $S$, расположенного на расстоянии $l = 4 см$ от передней поверхности плоскопараллельной стеклянной пластинки толщиной $d = 1 см$, посеребренной с задней стороны. Показатель преломления пластинки $n = 1,5$. Изображение рассматривается перпендикулярно к поверхности пластинки.
Подробнее