Задания для самостоятельной работы. 1. Чему равна длина волны де Бройля для электрона, имеющего скорость ʋ=1000 км/с?

1. Чему равна длина волны де Бройля для электрона, имеющего скорость ʋ=1000 км/с?

Ответ: 0, 728 нм.

2. Во сколько раз различаются длины волн де Бройля для электрона и для протона, прошедших одинаковое ускоряющее напряжение?

Ответ: в 42,8 раза.

3. В трубке цветного телевизора ускоряющее напряжение U=20 кВ. Чему равна длина волны де Бройля для электрона в конце процесса ускорения?

Ответ: 0,0087 нм.

4. Найдите предел разрешения электронного микроскопа при ускоряющем напряжении U=100 кВ и числовой апертуре А=0,001.

Ответ: 2,37 нм.

Контрольные вопросы и задания.

1. В чем состоит корпускулярно-волновой дуализм? как связаны корпускулярные и волновые характеристики света?

2. В чем заключаются волновые свойства микрочастиц? Как определяется длина волны де Бройля?

3. На каких физических явлениях основано действие электронного микроскопа?

4. Приведите принципиальную схему электронного микроскопа.

5. Как определяется и чему равен предел разрешения электронного микроскопа?

6. Какие вам известны методы исследования микроскопических биологических объектов?

7. Что такое сканирующая зондовая микроскопия? Какой принцип лежит в ее основе?

8. Назовите основные компоненты атомно-силового микроскопа. Каково их назначение? Каков предел разрешения атомно-силового микроскопа?

9. Какие основные преимущества атомно-силовой микроскопии электронной и оптической?

Тепловое излучение. Основные понятия и формулы.

1. Тепловое излучение - электромагнитное излучение, испускаемое веществом и возникающее за счет его внутренней энергии.

2. Поток излучения (Ф) - энергия, излучаемая за единицу времени со всей поверхности тела.

3. Энергетическая светимость (Re) - энергия теплового излучения, испускаемого за единицу времени с единичной поверхности нагретого тела

Re=Ф/S

4. Спектральная плотность энергетической светимости, или испускательная способность (r) - отношение энергетической светимости в узком участке спектра (dRe) к ширине этого участка (dλ):

5. Формула для расчета энергетической светимости тела в диапазоне длин волн :

6. Монохроматический коэффициент поглощения - это отношение потока монохроматического излучения, поглощенного данным телом, к величине падающего потока:

7. Абсолютно черное тело - это тело, коэффициент поглощения которого равен единице для всех длин волн: α=1.

8. Серое тело - это тело, для которого коэффициент поглощения не зависит от длины волны: α = const < 1.

9. Закон Кирхгофа - отношение испускательной способности тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел и равно спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела:

10. Закон Стефана – Больцмана - энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры: Re=σ

11. Энергетическая светимость серого тела определяется по формуле:

Re= δ ,

где 𝛿=ασ - приведенный коэффициент поглощения.

12. Закон смещения Вина - длина волны, на которую приходится максимум испускательной способности абсолютно черного тела ( ), обратно пропорциональна его абсолютной температуре:

13. Энергия кванта - E=hν=hc/λ, где ν - частота; λ - длина волны; с - скорость света в вакууме; h - постоянная Планка.

14. Формула Планка, для испускательной способности абсолютно черного тела: , где - константы.

15. Солнечная постоянная - это полный поток лучистой энергии Солнцападающий вне атмосферы Земли на площадку единичной площади, расположенную перпендикулярно солнечным лучам: I=1370 Вт/

16. Мощность тепловых потерь человека, связанных с тепловым излучением

P=S ,

где S - площадь поверхности; 𝛿 - приведенный коэффициент поглощения кожи (одежды); - температура поверхности тела (одежды);

- температура окружающей среды.

17. Термография - диагностический метод, основанный на измерении и регистрации теплового излучения поверхности тела человека или его отдельных участков.