Физика /1.Теоретическая физика
К.п.н. Мищик С.А.
Государственный морской университет имени
адмирала Ф.Ф.Ушакова ,
Россия
Системные задачи твёрдого тела
прикладной физики морского флота
Системные
задачи твёрдого тела прикладной физики морского
флота отражают целостно-системное моделирование основных элементов транспортных
объектов. При этом возникает ориентация на единство базисных характеристик
предметных и исполнительных условий относительно предмета содержания и способа
его реализации. Рассматривается: в
судовой электрохимической установке определяется изменение наименьшего
равновесного расстояния между ионами; вычисляется нулевая колебательная энергия
твердого криптона; для судовой системы
автоматического управления рассчитывается энергия однородно намагниченного
датчика; вычисляется сила тока термоэлектронной эмиссии датчика из вольфрама на морском флоте.
В процессе решения системных задач твёрдого тела прикладной физики морского флота необходимо
применять основные положения теории деятельности, системного анализа и теории
формирования интеллекта.
Системный анализ предполагает
выполнение последовательности системных аналитических действий: выделить объект
анализа – задачу твёрдого тела прикладной физики
морского флота (ЗТТПФМФ) как систему; установить порождающую среду ЗТТПФМФ;
определить уровни анализа ЗТТПФМФ; представить целостные свойства ЗТТПФМФ относительно
пространственных, и временных характеристик и их комбинаций; выделить структуру
уровня анализа ЗТТПФМФ; установить структурные элементы уровня анализа ЗТТПФМФ;
определить системообразующие связи данного уровня анализа ЗТТПФМФ; представить
межуровневые связи анализа ЗТТПФМФ; выделить форму организации ЗТТПФМФ;
установить системные свойства и поведение ЗТТПФМФ.
Задача 1
В судовой электрохимической установке определить как
изменятся наименьшее равновесное расстояние r0
между ионами и энергия U решетки NaCℓ, если заряд
иона возрастет вдвое.
Ответ: r0 = 
; U = 
.
Задача 2
В судовой электрохимической установке вычислить
постоянную Маделунга А для линейной цепочки
равноудаленных ионов с чередующимися положительными и отрицательными зарядами.
Ответ: А = 2ℓn2 .
Задача 3
В судовой электрохимической установке cреди атомных
волновых функций s, p, d выбрать необходимые и достаточные для образования
эквивалентных гибридных волновых функций ϭ, расположенных вдоль четырех
тетраэдрических направлений.
Ответ: 
.
Задача 4
В судовой электрохимической установке в предположении, что функция Дебая с характеристической
температурой, равной 280°К, дает точное значение теплоемкости
кристаллического хлористого натрия, вычислить его энтропию S при 50 °К.
Ответ: S
=1,54, кал · моль-1 ·град-1 .
Задача 5
В судовой электрохимической установке вычислить нулевую колебательную энергию Еz твердого криптона, если дано, что 
и 
. Определить статическую энергию решетки Ео,
если теплота сублимации 
при 0°К
равна 2666 кал· г-атом-1.
Ответ: Еz = 139 кал·г-атом-1; Ео = - 2805 кал·г-атом-1
.
Задача 6
Для судовой системы автоматического управления рассчитать
энергию однородно намагниченного датчика объемом V1 имеющего
форму эллипсоида, внутри которого имеется полость объемом V2.
Дипольный момент датчика судовой системы автоматического управления равен M(V1 - V2).
Ответ: 
.
Задача 7
Для судовой системы автоматического управления вычислить
силу тока термоэлектронной эмиссии от датчика из вольфрамовой проволоки длиной 3 см
и радиусом 1 мм, нагретой до 2000 °С . Работа выхода φ
для датчика судовой системы автоматического управления из вольфрама равна 4,5
эВ.
Ответ: I = 0,13 A .
Задача 8
Для судовой системы автоматического управления вычислить
давление газа электронов, подчиняющихся статистике Ферми-Дирака. Вычислить
величину давления для случая меди в судовой системе автоматического управления.
Ответ: Р
= 4·105 атм .
Задача 9
В судовой системе автоматического управления область
объемного заряда р – n -перехода обладает ёмкостью.
Вывести выражение для ёмкости в случае скачкообразного перехода в судовой
системе автоматического управления.
Ответ: 
.
Задача 10
В судовой системе автоматического управления определить
прямые вольт-амперные характеристики диодов с реальными р – n -переходами.
Ответ: 
; 
.
Литература: