Zad.1*

Jaki jest potencjał V(x,y,z) oraz Natężenie E(x,y,z) pola elektrostatycznego pochodzącego od ładunku Q=10[C] w odległości 10m. Czy natężenie pola pochodzącego od ładunku punktowego Q = 1C w odległości 10m będzie niebezpieczne dla zdrowia i życia ludzi? Oblicz energię potencjalną i kinetyczna elektronu na pierwszej orbicie Bohra. Jakie jest natężenie pola elektrostatycznego w odległości 1m od ładunku Q=1[C] . Jaki jest potencjał pola w tej odległości. Z jaką siłą oddziaływają na siebie dwa ładunki Q=1[C] umieszczone w odległości 1m. Opisz potencjał pola elektrostatycznego pochodzącego od ładunku Q=1[C] w układzie Oxyz oraz znajdź gradient tego pola***.

Zad. 2*

Oblicz natężenie pola w środku odległości między ładunkami Q=5C i Q=1C umieszczonymi w odległości 1m.

Stosując Prawo Gausa yznaczyć natężenie pola elektrycznego pochodzącego od:

a) punktowego ładunku Q, *

b) nieskończonej nici naładowanej ładunkiem o gęstości liniowej ρ_l,**

c) nieskończonej płaszczyzny naładowanej ładunkiem o gęstości ρ_s.**

Oblicz gradient pola skalarnego ρ(x,y,z) = x2yz3 w punkcie P(1,3,5)**

Zad. 3*

Jaki jest moment dipolowy magnetyczny μ₁[A m²] dla ramki o bokach a = 20cm i b = 30cm, jeżeli płynie w niej prąd I = 20A. Jaki będzie maksymalny i minimalny moment siły M w polu o indukcji B = 20 tesli

Jaki jest moment dipolowy magnetyczny μ₂ [A m2] dla przewodnika kołowego o promieniu R = 10cm gdy I = 1A μ₂ = : ........................

Jaka będzie siła elektromotoryczna jeżeli taka ramka będzie się obracała w polu 10T z prędkości kołową 100π rd/sec

Jaka będzie amplituda napięcia jeżeli częstotliwość obrotów wyniesie 60 obrotów/sec. Jak należałoby zmienić ilość obrotów na sekundę amerykańskich prądnic sprowadzonych do Polski. W Stanach częstość zmian napięcia w sieci wynosi 60Hz

Zad4

Jaki jest moment siły działający na dwa ładunki plus i minus 10^-5C „zamocowane” w odległości r =1cm w polu o natężeniu E = 5000 V/m

Podaj moment dipolowy elektryczny μ_e[A s m2] dla dwu ładunków ± 1C umieszczonych w odległości 20cm. μ_e = : a) 0.1[A s m2], b) 0.2[A s m2], c)1[A s m2], d) 2[A s m2]

Zad. 5

Jaka siła działa na dwie cewki po 1000zwojów każda jeżeli ich promień r = 25cm a umieszczone są w odległości 1m jeżeli w jednej płynie prąd 1A a w drugiej 2A (W sytuacji zdefiniowanej w układzie SI dla dwóch prądów 1A siła wynosi: 2 10^-7 N na każdy metr bieżący równoległych przewodników)

Zad 6

Elektron o energii 30eV wpada w pole magnetyczne o indukcji 1T jaki będzie promień łuku, który zatoczy ta cząstka. Czy można przyjąć, że będzie to wyglądało jak zderzenie z niewidoczną ścianą. Co będzie gdy w czasie ruchu elektronu nagle włączymy takie pole. Co z zasadą zachowania pędu?

Zad 7

Zrób zestawienie podstawowych wzorów dla pola Elektrycznego i magnetycznego wskaż na podobieństwa i różnice. Zwróć uwagę na definicję momentów dipolowych (magnetycznego i elektrycznego

Zad. 8**

Jaki jest moment dipolowy magnetyczny elektronu na pierwszej orbicie w atomie Bohra. Podaj wyprowadzenie na symbolach bez obliczeń i przedstaw tok rozumowania przyjmując, że ruch elektronu na orbicie można traktować jak prąd o natężeniu I = e/T gdzie T = v_n/2πr_n .

Zad. 9

Jak wzrośnie moc żarówki 100W/220W po wejściu do Unii Europejskiej. Jaka będzie jej moc gdy pojedzie do Stanów zjednoczonych? Jaka jest łączna moc trzech takich żarówek połączonych równolegle lub szeregowo? Jakie będą napięcia i prądy na tych żarówkach

Zad. 10*.

Dwa oporniki R₁=300 k Ω i R₂ = 900 k Ω połączono szeregowo i podłączono do akumulatora 12V. Jakie napięcia U₁ i U₂ powstaną na tych opornikach? Jakie napięcia wskaże woltomierz o oporze wewnętrznym R_w=2M podłączony do końcówek opornika R₂?

Zad. 11**

Podaj maksymalną siłę elektromotoryczna (amplitudę napięcia) dla ramki o bokach

a = 30cm i b = 20cm umieszczonej w polu magnetycznym B =10tesli, jeżeli ramka obraca się z częstością kołową ω = 100π rd/sec

Zad 12

Odległość między okładkami kondensatora płaskiego równa jest 10 mm, powierzchnia 1m², zaś różnica potencjałów wynosi 5 V.

Między okładki wprowadzono dielektryk (ε_r = 3). Określić wartość ładunku gdy a) okładki kondensatora były cały czas podłączone ze źródłem napięcia, b) okładki kondensatora przed wprowadzeniem dielektryka odłączono od źródła napięcia. c) Jaka jest energia zgromadzona na kondensatorze? b) Czy dielektryk trzeba było wpychać czy też został on wciągnięty pomiędzy płytki?

Okładki kondensatora płaskiego odległe są od siebie o d=0.01mm. Powierzchnia okładek wynosi s = 1m2. Kondensator ładujemy do napięcia Uo =100V. Następnie odłączamy okładki i wprowadzamy między nie płytkę dielektryczną o względnej przenikalności dielektrycznej εr = 3. Obliczyć energię zawartą w kondensatorze przed i po wprowadzeniu dielektryka.

Zad 13

Płaski kondensator o pojemności C połączono z biegunami akumulatora o napięciu 12V.

Jaką pracę należy wykonać, aby rozsunąć okładki na 3 razy większą odległość? Rozpatrzyć dwa przypadki: a) gdy kondensator odłączono od akumulatora przed rozsuwaniem okładek, b) gdy kondensator w czasie rozsuwania okładek jest podłączony do akumulatora. Porównaj (twórczo) to zadanie z zadaniem, w którym miedzy okładki wsunięto dielektryk ε_r = 3

Zad 14

Kondensator o pojemności 25F naładowano do napięcia 50V. a) Jaki zgromadzono ładunek? b) Jaką energię? c) jaki popłynie maksymalny prąd jeżeli podłączymy opornik R=100Ω i kiedy to będzie? d) jaki prąd będzie płynął w chwili t = τ = 2500sec. e) czy kondensator ten zgromadził energię wystarczającą do nadania samochodowi o masie 1tony prędkości 10m/s?

Zad 15

Akumulator 12V o oporze wewnętrznym R_w=1Ω może dostarczyć na zewnątrz do oporu obciążenia R_o największą moc P_max = ………………… Ile wart jest taki akumulator?

Zad 16

Akumulator 12 V o oporze wewnętrznym 0.2 Ω ma podłączone dwie żarówki 50W. Czy natężenie światła wzrośnie jeżeli podłączymy dwie żarówki 100W. (Napięcie znamionowe dla wszystkich żarówek)

Zad. 17

Jaki kondensator należy podłączyć do gniazdka 230V aby popłynął prąd 200mA? *Jaka powinna być wartość indukcji L dla cewki, aby płynął taki sam prąd? **Co się stanie, gdy połączymy cewkę i kondensator szeregowo?

Zad* 18

Podaj postulaty Bohra i napisz równania z których można obliczyć promień n-tej orbity r_n i prędkość elektronu na tej orbicie v_n. Jaka jest energia elektronu na pierwszej orbicie Bohra?

Zad*19

Jaka jest nieoznaczoność położenia elektronu na pierwszej i drugiej orbicie Bohra.

Podaj masę zredukowaną układu Jądro-elektron w modelu

Zad. *20

*Podaj długofalową granice efektu fotoelektrycznego jeżeli praca wyjścia wynosi 1.5eV.

** jaka będzie prędkość wybitego elektronu, jeżeli długość fali fotonu wynosi 500nm

Zad. * 23

1^* Jaki jest pęd fotonu lasera emitującego falę o długości λ=600nm. 2^** Ile fotonów na sec wysyła taki laser o mocy 1W. 3^** Z jaką siłą oddziałuje ten laser za pośrednictwem fotonów na pow. czarną

Rozdzielczość mikroskopu elektronowego wynosi 10^-12m. Jakie jest napięcie przyspieszające? O ile wzrośnie masa elektronów skanujących oglądany obiekt?

Zad. 24

Jaki prąd skuteczny popłynie jeżeli do sieci 230V w mieszkaniu podłączymy opornik 230Ω? I_sk = …………..

Jaki kondensator należy włączyć zamiast opornika aby amplituda prądu była taka sama? C[F] = . …….

Jaką cewkę (indukcyjność ) należy podłączyć aby amplituda prądu była taka sama L[H] =…….

Zad 25

Mamy układ szeregowy RLC podłączony do sieci 230V. Dane: R=100Ω, L = 1.5H, C = 10μF. Opisz prąd jaki popłynie w takim układzie. Jakie będą napięcia na poszczególnych elementach. Jakie będą fazy i amplitudy tych przebiegów.

Zad 26

Dobierz kondensator i cewkę do oporu 100 Ω tak aby otrzymać rezonans na częstości sieci 50Hz a amplituda napięcia na pojemności i indukcyjności będzie 1000V. Co pokażą mierniki, które zazwyczaj mierzą wartości skuteczne?

Zad. 27

Jaka będzie wartość prądu jeżeli wszystkie elementy RLC połączymy szeregowo I_sk = ........

Jaka będzie wartość prądu jeżeli wszystkie elementy RLC połączymy równolegle I_sk = ........

Zad. 28

Czy jest możliwe aby w układzie szeregowym RLC zamienić elementy na inne i połączyć równolegle tak aby gniazdko „nie wiedziało” czy układ jest szeregowy czy równoległy? a) raczej Tak, b) zdecydowanie Tak, c) raczej nie, d) zdecydowanie .Nie. W jaki sposób możesz się dowiedzieć Czu układ jest szeregowy czy równoległy?

Zad. 29

W układzie RLC w bardzo krótkim przedziale czasu suma napięć w oczku jest równa napięciu w sieci

Jaki to miałby być przedział czasowy a) 0.1μs, b) 20ms, c) 1s, d) 20s

Zad. 30*

Rozpoznaj wartości poszczególnych stałych wpisz ich wymiar fizyczny i symbol

a) .... = 2.998 10⁸ [ ....]; b) .... = 6.672 10 ^-11 N m² / kg²; c) ..... =1.6 10^-19 [ ....]

d) .... =9.81 [ .... ] e) ..... = 6.022 10²³ [ ......] f) ...... = 8,854 10^-12 F/m g) ..... = 4π 10^-7 H/m h) ..... = 9.1 10^-31 [.....]

ZADANIA, KTÓRE BYŁY NA EGZAMINIE

Zad. 31

Pojemność mierzymy w faradach. Wymiar jednego farada [F] = [A²s⁴/kg m²] TAK NIE

Zad. 32

Jeżeli do gniazdka w sieci 230V, 50Hz podłączymy kondensator 1μF to popłynie prąd

a) 230μA b) 1μA c) 73mA d) 146mA

Zad. 33

Jeżeli do gniazdka w sieci 230V, 50Hz podłączymy cewkę 1mF to popłynie prąd

a) 734mA b) 1μA c) 73mA d) 146mA

Zad. 34

Amperomierz o oporze wewnętrznym 1Ω mierzy prąd w żarówce 48W podłączonej do akumulatora 12V wskazanie amperomierza będzie;

a) mieściło się w błędzie 10% b) wyniesie 3.5A c) wyniesie 5A d) będzie zawierało błąd około 25%

Woltomierz o oporze 100Ω podłączony do zacisków tej żarówki. Jakie pokaże napięcie

Zad 35

Podaj maksymalny moment dipolowy magnetyczny μ₁[A m²] dla ramki o bokach a = 20cm i b = 30cm jeżeli płynie w niej prąd I = 10A. μ₁ = ..............................

i moment siły działającej na ten dipol w polu B = 10tesli M = ..............................

Zad 36

Podaj maksymalną siłę elektromotoryczna (amplitudę napięcia) dla ramki o bokach

a = 30cm i b = 20cm umieszczonej w polu magnetycznym B =10tesli jeżeli ramka obraca się z prędkością 50 obrotów/sec U_max1 = ..........................

Jaka będzie amplituda napięcia jeżeli częstotliwość obrotów wyniesie 60 obrotów/sec U_max2 = ..........................

Zad 37

Kondensator o pojemności 25F naładowano do napięcia 50V. a) Jaki zgromadzono ładunek? b) Jaką energię? c) jaki popłynie maksymalny prąd jeżeli podłączymy opornik R=100Ω i kiedy to będzie? d) jaki prąd będzie płynął w chwili t = τ = 2500sec. e) czy kondensator ten zgromadził energię wystarczającą do nadania samochodowi o masie 1tony prędkości 10m/s?

Zad 38

Jaki prąd popłynie jeżeli do sieci 230V w mieszkaniu podłączymy cewkę L = 1mH? I_sk = ............................

Jaki kondensator należy włączyć zamiast tej cewki aby amplituda prądu była taka sama C[F] = ............................

Jaka moc wydzieli się w obu przypadkach? Jaki będzie prąd i napięcia na elementach RLC jeżeli połączymy je szeregowo a jaki gdy równolegle?

Zad 39

Amperomierz o oporze wewnętrznym 1Ω mierzy prąd w żarówce samochodowej 60W podłączonej do akumulatora 12V. Wskazanie amperomierza będzie; I_A = ....................

a powinno być (teoretycznie gdyby amperomierz był idealny I = ....................

Zad 40

Na czym polega paradoks bliźniaków? Policz z jaka prędkością musiałby poruszać się statek kosmiczny aby bliźniak postarzał się o 30lat w sytuacji gdy ten na Ziemi postarzał się o 50lat jakie musiałyby b yć przyspieszenia i opóźnienia statku kosmicznego oby osiągnąć taka prędkość Bliźniak musi przyspieszac przez 139dni z przysp 20m/s²

Zad**41

Podaj postulaty szczególnej teorii względności STW oraz założenie ogólnej teorii względności. Czy to jeszcze fizyka czy już filozofia?

Zad. 42

1⁰ Jaki jest pęd fotonu lasera emitującego falę o długości λ=300nm? Zapytaj deBroglie'a. 2⁰ Ile fotonów na sec wysyła taki laser jeżeli jego moc wynosi mocy 0.1W ? Zapytaj Plancka i Einsteina 3⁰ Zmiana pędu w czasie to zgodnie z II Zasadą dynamiki Newtona siła. Z jaką siłą oddziałuje ten laser za pośrednictwem wysyłanych fotonów na pow. czarną a z jaka na zwierciadło?

Zad 43

Podaj długofalową granicę efektu fotoelektrycznego jeżeli praca wyjścia wynosi 3eV. Jaka będzie prędkość wybitego elektronu jeżeli użyjemy światła o długości fali λ = 300nm.

Zad 44

Jaka jest długofalowa granica efektu fotoelektrycznego jężeli praca wyjścia wynosi 3.7 eV

Zad 45

Gdzie znajduje się maksimum promieniowania energii kuli ziemskiej w nocy jeżeli przyjmiemy (prawie zgodnie z prawda, że maksimum promieniowania słonecznego znajduje się dla długości fali widzialnej około 550nm

Zad 46

Z jaka siłą naciska promień lasera HeNe o mocy 1mW na powierzchnie czarną a z jaka na lusterko? (ile fotonów na sec wysyła taki laser i jaka jest sumaryczna zmiana pędu wszystkich fotonów?)

Zad. 47

Woltomierzem o oporności wewnętrznej R_w = 10M i klasie 1.5

dokonano pomiaru napięcia U₁. Błąd wyniesie

a) 1.5% b) ok. 20% c) większy niż 30% d) mniej niż 10%

Zad. 48***

Siatka dyfrakcyjna posiada 300 rys na milimetr. W jakich warunkach umożliwi ona obserwację dubletu sodowego

1. zawsze b) jeżeli promień będzie miał szerokość d
   0.3.33cm c) tylko w drugim rzędzie

d) to jest możliwe tylko dla siatek 1000rys/mm

Zad. 49.

Jakie jest ciśnienie światła słonecznego o natężeniu 1350W/m²? wskaż odpowiedź poprawną!!

a) mniej niż 0. 000001 Pascala b) 3 10^-8 hektopascala c) 45 10^-7 pascala d) 1Pascal

Zad. 50. 2p

1⁰ Jaki jest pęd fotonów światła lasera He-Ne λ=632,8nm. 2⁰ Ile fotonów na sec wysyła taki laser o mocy 1mW. 3⁰ Z jaką siłą oddziałuje ten laser za pośrednictwem fotonów na powierzchnię zwierciadła.

a) p=h/6329nm; N = 3 10¹⁷ ; 3 10^-8 N; b) p= 10^-34 kg m/s; N = 10¹⁰ ; 10^-34 N; ,

c) p=1350 Pascali; N = 10²³ ; 10^-8 N; d) p=h/6329nm; N = 10²³ ; 10^-8 N;

Zad. 51***

Liczba zliczeń licznika przy otwartej szczelinieA wyniosła w punkcie P₁ N_A1max= 2500 impulsów/sec a przy otwartej szczelinie B, N_B2min= 900 imp/sec. Jakie są możliwe wskazania licznika dla obu otwartych szczelin a) N_min =400 ; N_max = 6400, b) N_A =30 ;N_B = 20, c) N_max =50 ;N_min = 30, d) N_A =160,N_B = 10

Zad. 52***

Amplituda funkcji falowej dla elektronu wynosi Ψ_o(r) = A_oexp(-r/r_o).

1⁰ Podaj gęstość prawdopodobieństwa "ρ(r)" znalezienia cząstki w odległości "r" od pocz. układu.

2^o Znajdź miejsce gdzie prawdopodobieństwo to jest największe

a) ρ(r) = A₀² exp (r/a); r = a, b) ρ(r) = A_oexp(-r/r_o); r = r₀, c) ρ(r) = A_o² exp(-2r/r_o)4π r²dr; r = r₀ d) ρ(r) = ρ(r) = N² exp(-2r/r_o)4π r²dr; r = r₀

Zad. 53*

Dopasuj prawa do związanych z nimi wzorów

1⁰ Prawo Stefana; 2^o Prawo przsunięć Wiena 3^o Efekt Comptona 4^o Doświadczenie i wzór Bragga

a) Δλ = λ₁ - λ_o = λ_c (1 - cosθ ), (.... ) b) R_T= σ T⁴ (.... ) c) ν _max= const T (.... ) , d) nλ = 2d sinφ (.... )

Zad. 54.

Znajdź błędny wzór. Zasada nieoznaczoności Heisenberga nie może być opisana przez jeden z tych wzorów a) Δp_x Δx ≥ h/4π. b) Δp_x Δx ≥ h/2π. c) ΔE Δt ≥ h/4π.

d) p_jq_j - q_jp_j = h/2π i , e) p_jq_j + q_jp_j
h/2π i

Zad.*55

Modele atomu 1 Thomsona, 2 Rutheforda, 3 Bohra, 4 Schrödingera kojarzą Ci się z

1. teorią kwantową (.... ) b) pustą przestrzenią w której jest jądro i trochę elektronów (.....)

c) elektronami krążącymi wokół jądra po torach kołowych (.....) d) rodzynkami w cieście (......)

e) elektronami oscylującymi po liniach prostych (.....)

---