Проект задач практикума на ЭВМ 831 группы от 21.02.2011

Проект задач практикума на ЭВМ 831 группы

Практикум по решению задач на ЭВМ

тег: 831-2011

2010-2011 учебный год, 6 семестр

1. Реализация в IDE Lazarus простейших алгоритмов

1. Упражнения

1. Заданное в электрон-вольтах (эВ) значение энергии элементарной
   
   частицы перевести в джоули (Дж). Провести обратное преобразование.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать вещественные числа.
   
   На форме разместить следующие компоненты:
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   Название компонента	Свойства		Назначение компонента
   	Caption	Text
   Label1	“Энергия электрона:”	—	Надпись
   Label2	“Дж”	—	Надпись
   Label3	“ = ”	—	Надпись
   Label4	“0,00”	—	Значение энергии в эВ
   Label5	“эВ”	—	Надпись
   Edit1	—	<пустая строка>	Значение энергии в Дж
   Button1	“Вычислить”	—	Перевод Дж в эВ
   Label6	“Энергия электрона:”	—	Надпись
   Label7	“эВ”	—	Надпись
   Label8	“ = ”	—	Надпись
   Label9	“0,00”	—	Значение энергии в Дж
   Label10	“Дж”	—	Надпись
   Edit2	—	<пустая строка>	Значение энергии в эВ
   Button1	“Вычислить”	—	Перевод эВ в Дж

   
   
   
2. Электронная пушка. Задано напряжение между катодом и анодом.
   
   Определить, какую кинетическую энергию будет иметь электрон, пролетевший
   
   от одного электрода к другому из состояния покоя. Выразить энергию
   
   в Дж и эВ.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать вещественные числа.
   
   На форме разместить следующие компоненты:
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   Название компонента	Свойства		Назначение компонента
   	Caption	Text
   Edit1	—	<пустая строка>	Значение напряжения в В
   Label1	“U = ”	—	Надпись
   Label2	“В”	—	Надпись
   Label3	“eU = ”	—	Надпись
   Label4	“0,00”	—	Значение энергии в Дж
   Label5	“Дж = ”	—	Надпись
   Label6	“0,00”	—	Значение энергии в эВ
   Label7	“эВ”	—	Надпись
   Button1	“Вычислить”	—	Вычисление энергии

   
   
3. Определить энергию в Дж и эВ кванта света с заданной
   
   1) частотой и 2) длиной волны.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать вещественные числа.
   
   На форме разместить следующие компоненты:
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   Название компонента	Свойства		Назначение компонента
   	Caption	Text
   Label1	“Частота света:”	—	Надпись
   Edit1	—	<пустая строка>	Значение частоты в ТГц
   Label2	“ТГц”	—	Надпись
   Label3	“E = ”	—	Надпись
   Label4	“0,00”	—	Значение энергии в Дж
   Label5	“Дж = ”	—	Надпись
   Label6	“0,00”	—	Значение энергии в эВ
   Label7	“эВ”	—	Надпись
   Button1	“Вычислить”	—	Вычисление энергии по частоте
   Label8	“Длина волны света:”	—	Надпись
   Edit2	—	<пустая строка>	Значение длины волны в нм
   Label9	“нм”	—	Надпись
   Label10	“E = ”	—	Надпись
   Label11	“0,00”	—	Значение энергии в Дж
   Label12	“Дж = ”	—	Надпись
   Label13	“0,00”	—	Значение энергии в эВ
   Label14	“эВ”	—	Надпись
   Button2	“Вычислить”	—	Вычисление энергии по длине волны

   
   
4. *Решить предыдущую задачу с использованием радиокнопок для выбора
   
   длины волны или частоты.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать метки Label1, Label2,
   
   Label3, Label4, Edit1, Edit2, Button1, Button2.
   
   
5. **Имитировать опыт Вавилова с флуктуацией квантов, вычисляя
   
   мощность излучения за 0,1 с.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать метки Label1, Label2,
   
   Label3, Label4, Edit1, Edit2, Button1, Button2.
   
   
   • Значения должны выводится с точностью до сотых.
     
     
   • При выводе целую и дробную часть должна разделять запятая.
     
     
   • Единицы измерений можно выбирать из списка.
     
     
   • Единицы измерений можно выбирать с помощью радиокнопок.
     
     

1. Домашнее задание

1. Заданное в кило-, мега- и гигаэлектрон-вольтах значения
   
   энергии элементарной частицы перевести в джоули.
   
   Провести обратное преобразование: энергия задана в нано-, микро-
   
   и милиджоулях, перевести в электрон-вольты.
   
   
2. Задано напряжение между катодом и анодом, расстояние
   
   между ними и заряд элементарной частицы. Определить, какую
   
   энергию будет иметь частица,
   
   пролетевшая от одного электрода к другому. Выразить энергию
   
   в Дж и эВ.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать метки Label1, Label2,
   
   Label3, Label4, Edit1, Edit2, Button1, Button2.
   
   
3. Требуется чтобы, элементарная частица заряда q имела заданное
   
   в эВ значение энергии. Определить, какое напряжение нужно подать на
   
   электроды, расположенные на заданном расстоянии один от другого.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать метки Label1, Label2,
   
   Label3, Label4, Edit1, Edit2, Button1, Button2.
   
   

2. Упражнения

1. Рулетка. Задать отрезки на множестве целых и вещественных.
   
   Выбрать по одному случайному числу из каждого отрезка.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать целые и вещественные числа.
   
   Вещественные числа выводить с заданным форматом с помощью функции
   
   
   FloatToStrF(x, ffFixed, N, M),
   
   
   где x — переменная вещественного
   
   типа, ffFixed — константа, задающая формат чисел с фиксированной
   
   десятичной точкой, разделителем целой и дробной части, N —
   
   общее количество цифр в записи числа, M — количество цифр
   
   в дробной части числа.
   
   На форме разместить следующие компоненты:
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   Название компонента	Свойства		Назначение компонента
   	Caption	Text
   Label1	“Левая граница отрезка:”	—	Надпись
   Edit1	—	<пустая строка>	Значение левой границы отрезка целых чисел
   Label2	“Правая граница отрезка:”	—	Надпись
   Edit2	—	<пустая строка>	Значение правой границы отрезка целых чисел
   Label3	“Случайное число:”	—	Надпись
   Label4	“0”	—	Полученное целое случайное значение
   Button1	“Выбрать”	—	Получение целого случайного числа из отрезка
   Label5	“Левая граница отрезка:”	—	Надпись
   Edit3	—	<пустая строка>	Значение левой границы отрезка вещественных чисел
   Label6	“Правая граница отрезка:”	—	Надпись
   Edit4	—	<пустая строка>	Значение правой границы отрезка вещественных чисел
   Label7	“Случайное число:”	—	Надпись
   Label8	“0”	—	Полученное вещественное случайное значение
   Button2	“Выбрать”	—	Получение вещественного случайного числа из отрезка
   Label9	“Целое число”	—	Надпись
   Label10	“Вещественное число”	—	Надпись

   
   
2. Квантовая модель отражения света. Задайте для раздела двух
   
   сред вероятность отражения фотонов от границы при падении света.
   
   При нажатии на кнопку производится испытание с одним фотоном и выводится
   
   одно из двух сообщений: "фотон отразился" или "фотон поглощен".
   
   Подсчитайте количество отраженных и поглощенных фотонов.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать целые и вещественные числа.
   
   На форме разместить следующие компоненты:
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   Название компонента	Свойства		Назначение компонента
   	Caption	Text
   Label1	“Состояние фотона:”	—	Надпись
   RadioButton1	“Отразился”	—	Свойство Checked = True, когда фотон отразился
   RadioButton2	“Поглощен”	—	Свойство Checked = True, когда фотон поглощен
   Button1	“Запуск фотона”	—	Опыт с фотоном
   Button2	“Сброс”	—	Обнуление счетчиков отраженных и поглощенных фотонов
   Label2	“Кол-во отраженных:”	—	Надпись
   Label3	“0”	—	Счетчик отраженных фотонов
   Label4	“Кол-во поглощенных:”	—	Надпись
   Label5	“0”	—	Счетчик поглощенных фотонов
   Label6	“Коэффициент отражения:”	—	Надпись
   Edit1	—	0.5	Значение коэффициента отражения

   
   
3. Дифракция электрона на щели. При прохождении электрона через щель
   
   он отклоняется на некторый угол g, принадлежащий интервалу (-π/2, π/2).
   
   Задано количество равновеликих диапазонов n, на которые разбивается интервал
   
   (-π/2, π/2). Диапазоны пронумерованы от -a до a, значит,
   
   n=2a+1 — нечетное число, т.к. центральный диапазон имеет номер 0.
   
   Определить номер диапазона, в который попадает угол отклонения электрона.
   
   Принять для случайного значения угла g равномерное распределение.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать целые числа.
   
   На форме разместить следующие компоненты:
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   Название компонента	Свойства		Назначение компонента
   	Caption	Text
   Edit1	—	<пустая строка>	Количество диапазонов углов отклонения
   Label1	“Количество диапазонов (нечетное):”	—	Надпись
   Label2	“Электрон попал в диапазон:”	—	Надпись
   Label3	“0”	—	Найденный номер диапазона
   Button1	“Вычислить”	—	Определение номера диапазона

   
   
4. *Дифракция электрона на щели 2. Провести испытание
   
   с заданным количеством электронов. Изобразить в Memo знаком
   
   "*". Принять равномерное распределение.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать метки Label1, Label2,
   
   Label3, Label4, Edit1, Edit2, Button1, Button2, Memo1. Использовать
   
   вещественные числа с точностью до сотых.
   
   
5. **Дифракция электрона на щели 3. Провести испытание
   
   с заданным количеством электронов. Изобразить в Memo знаком
   
   "*". Принять нормальное распределение. Первый способ:
   
   метод доски Гальтона. Второй способ: аналитическое задание
   
   нормального распределения.
   
   
   Требования к выполнению. Использовать метки Label1, Label2,
   
   Label3, Label4, Edit1, Edit2, Button1, Button2, Memo1. Использовать
   
   вещественные числа с точностью до сотых.
   
   

2. Домашнее задание

1. Квантовая модель прохождения света. В оптически однородной
   
   среде находится тонкий слой с отличной от среды оптической плотностью.
   
   Для границы этого слоя со средой задать коэффициент отражения, а для
   
   вещества слоя задать коэффициент поглощения. Указанные коэффициенты
   
   задают соответсвенно для одного фотона вероятность того, что он отразится,
   
   поглотиться или пролетит насквозь.
   
   При нажатии на кнопку производится испытание с одним фотоном и выводится
   
   одно из трех сообщений: "отразился", "поглощен" или "пролетел".
   
   Подсчитайте количество фотонов: общее, отраженных, поглощенных и пролетевших
   
   слой насковозь.