Общая физика

Категория: задачи
Обновлено: 12.07.2017
05.07.2016

Темы задач на экзамене:

  • Механика
  • Термодинамика
  • Атомная физика
  • Квантовая механика

Примеры задач по общей физике

Оценить (в атмосферах) давление идеального электронного газа при нулевой температуре и плотности n = 1023 см-3.

__________________________________________________________________________________________________

Плоский заряженный конденсатор с площадью пластин S и расстоянием между пластинами l замкнули через сопротивление R. Найти отношение энергии электромагнитных волн, излученных конденсатором, и тепловой энергии, выделившейся на сопротивлении.

 

Оценить длину пробега  солнечных нейтрино во Вселенной. Сравнить с размером Галактики. Энергия нейтрино 1 МэВ. Считать среднюю плотность вещества во вселенной 0.25 протонов/м3, сечение столкновения нейтрино с протоном 10-45см2.

Взаимодействие частиц с веществом и методы регистрации частиц

Категория: задачи
Обновлено: 11.07.2018
05.07.2016

Взаимодействие частиц с веществом и методы регистрации частиц

 Темы задач

  • Пробег частиц в веществе
  • Электромагнитные ливни
  • Взаимодействие гамма-квантов с веществом
  • Черенковское излучение
  • Взаимодействие нейтронов с веществом

Примеры задач

  1. Какую дозу получит  человек на Луне в течение года?  Поток частиц на поверхности луны– 1 протон/ (см2с)
  1. Какова необходимая толщина грунта для поглощения распадных мю-мезонов, рожденных от пучка выведенных протонов после мишени  в ускорителе  ИФВЭ с энергией 70 ГэВ? Плотность грунта считать равной 3 г/см3, для ионизационных потерь использовать оценку dE/dX=2ρ/β2 [МэВ/см].
  1. Оценить пробег фотоэлектронов от гамма-источника 241Am с энергией 60 кэВ в аргоне дрейфовой камеры. Принять плотность аргона равной 0,0017 г/см3.

Физика плазмы

Категория: задачи
Обновлено: 11.07.2018
05.07.2016

Физика плазмы

Темы задач на экзамене:

  • Дебаевский радиус и плазменная частота
  • Равновесие плазмы в магнитном поле
  • Ионизационное равновесие
  • Электромагнитное излучение в плазме
  • Термоядерный синтез

Примеры задач по физике плазмы:

В магнитном поле 1 Тл удерживается плазменный столб с диаметром 5 см. Концентрация плазмы 1014 см-3, температура 1 кэВ. Внешнее магнитное поле быстро увеличивается в 2 раза, при этом температура и плотность плазмы поддерживаются постоянными.

Найти изменение радиуса плазмы.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________

Поток быстрых электронов проходит через плазму толщиной 1 м с ne = ni = 1014 см-3. Приняв значения транспортных сечений для столкновений с электронами и ионами плазмы σee = 10-18 см2 и σei = 2∙10-18 см2, найти относительное изменение средней энергии и направленного импульса быстрых электронов.

Как зависит сила, с которой действуют быстрые электроны на плазму, от начальной энергии электронов?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________

В идеальном термоядерном реакторе (в котором нет потерь частиц) создали плазму с концентрацией электронов ne=1014 см-3 и относительным содержанием дейтерия и трития nD=nT=0.5·ne и стали поддерживать постоянную температуру T=40 кэВ.

  1. Оценить плотность мощности в продуктах термоядерных реакций
  2. Оценить время, за которое мощность реакции уменьшится на 10%
  3. Объясните причину этого уменьшения.

Рассматривать только основную реакцию, скорость реакции принять равной <sv>=8·10-22 м3/с.

Теория циклических ускорителей

Категория: задачи
Обновлено: 11.07.2018
05.07.2016

Ускорители и ускорительная техника

 

Темы задач на экзамене:

  • Магнитные системы ускорителей
  • Эмиттанс пучков
  • Высокочастотные ускорители
  • Пространственный заряд пучков
  • Бетатронные колебания

Примеры задач:

Жесткофокусирующая система  циклического ускорителя  состоит из 12 периодически повторяющихся  FODO ячеек. Длина периода 2 м, расстояние между линзами 0.5 м, фокусные расстояния линз  fF = 0.5 м, fD = 0.75 м.  Оценить бетатронные частоты, считая линзы тонкими.

Диагностика плазмы

Категория: задачи
Обновлено: 11.07.2018
05.07.2016

Диагностика плазмы

 

Темы задач на экзамене:

  • Спектроскопия плазмы
  • Анализаторы нейтралов перезарядки
  • Интерферометрия плазмы
  • Зонды в плазме
  • Активная корпускулярная диагностика

Примеры задач по диагностике плазмы:

Из плазмы газового разряда наблюдаются две спектральные линии атомарного азота

Длина волны, нм Энергия нижнего уровня, эВ Энергия верхнего уровня, эВ Вероятность перехода, с-1 Мощность излучения, Вт/см3
425,0 12,0 14,9 2.59*106 0,02
744,2 10,33 12,0 1.2*107 1

 

Считая, что плазма находится в локальном термодинамическом равновесии, определить температуру плазмы

_______________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Плазменный столб диаметром 10 см с концентрацией электронов ne=1014см-3 просвечивается излучением CO2 лазера (l=10,6 мкм).

Определите сдвиг фазы между лучом, прошедшим через плазму, и опорным лучом.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Одинарный ленгмюровский зонд с собирающей площадью 0,1 мм2 помещен в гелиевую плазму с Te=Ti. Начальный участок вольт-амперной характеристики зонда показан на рисунке

task phisics

Определить температуру и концентрацию плазмы

Системы питания и силовая электроника

Категория: задачи
Обновлено: 11.07.2018
05.07.2016

Системы питания и силовая электроника

 Темы задач на экзамене:

  • Формирующие линии
  • Емкостные и индуктивные накопители
  • Источники питания на IGBT транзисторах
  • Переходные процессы в RLC цепях
  • Выпрямители и преобразователи сетевого напряжения

Примеры задач:

Тема: выпрямители

V1 Конденсатор заряжается от промышленной сети 220/380 В через выпрямитель Ларионова

Определить напряжение зарядки конденсатора

_______________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема: Формирующие линии

Для импульсного питания ионного источника используется искусственная формирующая линия из восьми ячеек, подключенная к нагрузке через повышающий трансформатор 1:20. Найти параметры линии (емкость, индуктивность, напряжение зарядки) для получения на нагрузке сопротивлением Rн=500 Ом  импульса амплитудой 20 кВ, 40 А и длительностью 1 мс.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема: Емкостные накопители

Импульсный конденсатор емкостью 100 мкФ имеет внутреннюю индуктивность выводов 200 нГн.

Какова минимальная длительность фронта нарастания напряжения на активной нагрузке 50 Ом при подключении нагрузки к конденсатору с помощью идеального ключа? Нарисуйте осциллограмму напряжения на нагрузке

Физика элементарных частиц и атомного ядра

Категория: задачи
Обновлено: 07.07.2016
05.07.2016

Физика элементарных частиц и атомного ядра

Темы задач на экзамене:

  • Процессы КЭД при взаимодействии заряженных частиц с атомами
  • Сечение неупругих процессов
  • Сечение рассеяния тождественных частиц
  • Преобразование дифференциальных сечений процессов при переходе из одной системы отсчета в другую

 

Примеры задач:

Оценить количество связанных состояний N в потенциале U(r)= -Ze^2 Exp(-r/a)/r  ,  считая N>>1. Приравняв N и Z, найти радиус экранировки a .

 

Системы управления и сбора данных физических установок

Категория: задачи
Обновлено: 06.07.2016
05.07.2016

Системы управления и сбора данных физических установок

 

Темы задач на экзамене:

  • Цифровые логические схемы
  • Операционные усилители
  • Статистика счета событий

Примеры задач:

Идеальный 10-разрядный АЦП имеет шкалу от 0 до 2048 мВ. Какой двоичный код выдаст такой АЦП при подаче на вход напряжения 501 мВ? При подаче на вход напряжения 502 мВ?

 

На основе известных вам логических элементов нарисуйте схему делителя частоты на 10.