Задачи для самостоятельного решения. 1. На зачерненную поверхность падает нормально монохроматический свет с длиной волны =650 нм

1. На зачерненную поверхность падает нормально монохроматический свет с длиной волны =650 нм. Определить давление света на поверхность, если концентрация фотонов в потоке излучения (число фотонов в единице объема пространства) .

2. Свет падает нормально на зеркальную поверхность, находящуюся на расстоянии 0,2 м от точечного монохроматического источника мощностью 220 Вт. Определить давление , оказываемое светом на зеркальную поверхность. Считать, что вся мощность источника расходуется на излучение.

3. Какую силу давления испытывает поверхность, если на нее падает нормально поток излучения =0,2 Вт? Коэффициент отражения поверхности считать равным =0,5.

4. Определить коэффициент отражения поверхности, если при падении нормально на поверхность монохроматического света с длиной волны =0,7 мкм он оказывает давление =15 мПа при плотности потока фотонов

5. Фотоны с энергией =5 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода =4,7 эВ. Определите максимальный импульс, передаваемый поверхности этого металла при вылете электрона.

6. Определите энергию фотона, при которой его эквивалентная масса равна массе покоя электрона. Ответ выразите в электрон-вольтах.

7. Определите, с какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона, длина волны которого =0,5 мкм.

8. Определите длину волны фотона, импульс которого равен импульсу электрона, прошедшего разность потенциалов =9,8 В.

9. Определите, с какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его кинетическая энергия была равна энергии фотона, длина волны которого =0,6 мкм.

10. Определите массу, энергию и импульс фотонов излучения: 1) красного ( =700 нм); 2) фиолетового ( =400 нм).

11. Фотон, энергия которого соответствует длина волны 0,01 нм, рассеялся под углом 60⁰ на покоившемся свободном электроне. Определить длину волны рассеянного фотона и кинетическую энергию электрона отдачи.

12. Фотон с энергией 0,51 МэВ рассеялся на свободном покоившемся электроне. Определить энергию рассеянного фотона и кинетическую энергию электрона отдачи, если в результате рассеяния длина волны фотона изменилась на 30%.

13. Фотон, рассеянный в результате эффекта Комптона на угол 60⁰, имеет энергию 0,51 МэВ. Определить, сколько процентов энергии передал фотон электрону.

14. Фотон с энергией 1,02 Мэв в результате эффекта Комптона был рассеян на 180⁰. Определить энергию рассеянного фотона.

Теоретические вопросы к модулю 2

1. Какие характеристики фотона определяют его корпускулярные свойства? Волновые свойства?

2. Выразите массу фотона через длину волны.

3. Какова скорость движения фотона в разных средах?

4. В чем заключается единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения?

5. Какие явления являются экспериментальным доказательством квантовых свойств излучения? Его волновых свойств?

6. В чем основное отличие теплового излучения от других видов излучения?

7. Можно ли на опыте реализовать черное тело?

8. Формула Планка для спектральной плотности энергетической светимости черного тела.

9. Какую температуру должно иметь абсолютно черное тело, чтобы максимум его излучения лежал в красной области спектра?

10. Применим ли закон смещения Вина ко всем телам?

11. Какое состояние называют равновесным?

12. Идеально отражающее и абсолютно черное тела получают одинаковые количества световой энергии. Каково различие в отдаваемых энергиях и в механизме отдачи энергии?

13. Что называется спектральной лучеиспускательной способностью тела?

14. Определение спектральной поглощательной способности тела.

15. Что такое абсолютно черное тело? Его модель.

16. Какое тело называется серым?

17. Что такое интегральная лучеиспускательная способность тела?

18. Интегральная лучеиспускательная способность абсолютно черного тела.

19. Принцип действия оптических пирометров Яркостная и цветовая температура

20. Объясните, почему фотоэффект указывает на квантовую природу света.

21. Объясните, применяя уравнение Эйнштейна, второй и третий законы фотоэффекта.

22. Почему при фотоэффекте существование “красной границы” фотоэффекта подтверждает корпускулярную теорию и не подтверждает волновую?

23. Как изменяется энергия фотоэлектронов с уменьшением частоты излучения?

24. При замене одного металла другим длина волны, соответствующая “красной границы”, уменьшается. Что можно сказать о работе выхода этих двух металлов?

25. Какое время отсчета называется собственным? Каков физический смысл эффекта замедления времени? Привести примеры, когда будет наблюдаться эффект замедления времени.

26. Каков физический смысл закона взаимосвязи массы и энергии?

27. Можно ли остановить световой луч? Почему?

28. Почему мы, видя свет и ощущая тепло от электрической лампочки, не испытываем его давления?

29. Откуда можно заключить, что комптоновское рассеяние происходит не на атомах, а на электронах вещества?

30. Что такое комптоновская длина волны?

31. Можно ли наблюдать эффект Комптона при рассеянии видимого света?

32. Когда и почему трудно обнаруживаются волновые свойства света? Приведите примеры.

33. Когда и почему трудно обнаруживаются квантовые свойства света? Приведите пример.

34. В чем заключается единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения?

35. В чем заключается корпускулярно-волновой дуализм материи?

Примерные варианты контроля знаний по модулю 2

Вариант 1

1. Температура вольфрамовой спирали в 25-ватной электрической лампочке равна 2450° К. Отношение ее энергетической светимости к энергетической светимости абсолютно черного тела при данной температуре равно 0.3. Найти величину излучающей поверхности спирали.

2. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 275 нм. Чему равно минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект?

3. Какую силу давления испытывает поверхность, если на нее падает нормально поток излучения =0,2 Вт? Коэффициент отражения поверхности считать равным =0,5.

4..Какие характеристики фотона определяют его корпускулярные свойства?

Вариант 2

1. Вычислить энергию, излучаемую с поверхности 1 м² пахотного поля при температуре почвы t =27⁰С за время =1 мин.

2. Фотон, энергия которого соответствует длина волны 0,01 нм, рассеялся под углом 60⁰ на покоившемся свободном электроне. Определить длину волны рассеянного фотона и кинетическую энергию электрона отдачи.

3. Фотоны с энергией =5эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода =4,7эВ. Определите максимальный импульс, передаваемый поверхности этого металла при вылете электрона.

4. Можно ли остановить световой луч? Почему?

Date: 2015-05-08; view: 1900; Нарушение авторских прав