РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4
Оптика. Элементы квантовой механики.
Атомная и ядерная ФИЗИКА
Таблица вариантов к ргр №4
| № варианта | Номер задачи | |||||||||
| 4.1.1 | 4.2.1 | 4.3.1 | 4.4.1 | 4.5.1 | 4.6.1 | 4.7.1 | 4.8.1 | 4.9.1 | 4.10.1 | |
| 4.1.2 | 4.2.2 | 4.3.2 | 4.4.2 | 4.5.2 | 4.6.2 | 4.7.2 | 4.8.2 | 4.9.2 | 4.10.2 | |
| 4.1.3 | 4.2.3 | 4.3.3 | 4.4.3 | 4.5.3 | 4.6.3 | 4.7.3 | 4.8.3 | 4.9.3 | 4.10.3 | |
| 4.1.4 | 4.2.4 | 4.3.4 | 4.4.4 | 4.5.4 | 4.6.4 | 4.7.4 | 4.8.4 | 4.9.4 | 4.10.4 | |
| 4.1.5 | 4.2.5 | 4.3.5 | 4.4.5 | 4.5.5 | 4.6.5 | 4.7.5 | 4.8.5 | 4.9.5 | 4.10.5 | |
| 4.1.5 | 4.2.6 | 4.3.6 | 4.4.6 | 4.5.6 | 4.6.6 | 4.7.6 | 4.8.6 | 4.9.6 | 4.10.6 | |
| 4.1.7 | 4.2.7 | 4.3.7 | 4.4.7 | 4.5.7 | 4.6.7 | 4.7.7 | 4.8.7 | 4.9.7 | 4.10.7 | |
| 4.1.8 | 4.2.8 | 4.3.8 | 4.4.8 | 4.5.8 | 4.6.8 | 4.7.8 | 4.8.8 | 4.9.8 | 4.10.8 | |
| 4.1.9 | 4.2.9 | 4.3.9 | 4.4.9 | 4.5.9 | 4.6.9 | 4.7.9 | 4.8.9 | 4.9.9 | 4.10.9 | |
| 4.1.10 | 4.2.10 | 4.3.10 | 4.4.10 | 4.5.10 | 4.6.10 | 4.7.10 | 4.8.10 | 4.9.10 | 4.10.10 | |
| 4.1.11 | 4.2.11 | 4.3.11 | 4.4.11 | 4.5.11 | 4.6.11 | 4.7.11 | 4.8.11 | 4.9.11 | 4.10.11 | |
| 4.1.12 | 4.2.12 | 4.3.12 | 4.4.12 | 4.5.12 | 4.6.12 | 4.7.12 | 4.8.12 | 4.9.12 | 4.10.12 | |
| 4.1.13 | 4.2.13 | 4.3.13 | 4.4.13 | 4.5.13 | 4.6.13 | 4.7.13 | 4.8.13 | 4.9.13 | 4.10.13 | |
| 4.1.14 | 4.2.14 | 4.3.14 | 4.4.14 | 4.5.14 | 4.6.14 | 4.7.14 | 4.8.14 | 4.9.14 | 4.10.14 | |
| 4.1.15 | 4.2.15 | 4.3.15 | 4.4.15 | 4.5.15 | 4.6.15 | 4.7.15 | 4.8.15 | 4.9.15 | 4.10.15 | |
| 4.1.16 | 4.2.16 | 4.3.16 | 4.4.16 | 4.5.16 | 4.6.16 | 4.7.16 | 4.8.16 | 4.9.16 | 4.10.16 | |
| 4.1.17 | 4.2.17 | 4.3.17 | 4.4.17 | 4.5.17 | 4.6.17 | 4.7.17 | 4.8.17 | 4.9.17 | 4.10.17 | |
| 4.1.18 | 4.2.18 | 4.3.18 | 4.4.18 | 4.5.18 | 4.6.18 | 4.7.18 | 4.8.18 | 4.9.18 | 4.10.18 | |
| 4.1.19 | 4.2.19 | 4.3.19 | 4.4.19 | 4.5.19 | 4.6.19 | 4.7.19 | 4.8.19 | 4.9.19 | 4.10.19 | |
| 4.1.20 | 4.2.20 | 4.3.20 | 4.4.20 | 4.5.20 | 4.6.20 | 4.7.20 | 4.8.20 | 4.9.20 | 4.10.20 | |
| 4.1.21 | 4.2.21 | 4.3.21 | 4.4.21 | 4.5.21 | 4.6.21 | 4.7.21 | 4.8.21 | 4.9.21 | 4.10.21 | |
| 4.1.22 | 4.2.22 | 4.3.22 | 4.4.22 | 4.5.22 | 4.6.22 | 4.7.22 | 4.8.22 | 4.9.22 | 4.10.22 | |
| 4.1.23 | 4.2.23 | 4.3.23 | 4.4.23 | 4.5.23 | 4.6.23 | 4.7.23 | 4.8.23 | 4.9.23 | 4.10.23 | |
| 4.1.24 | 4.2.24 | 4.3.24 | 4.4.24 | 4.5.24 | 4.6.24 | 4.7.24 | 4.8.24 | 4.9.24 | 4.10.24 | |
| 4.1.25 | 4.2.25 | 4.3.25 | 4.4.25 | 4.5.25 | 4.6.25 | 4.7.25 | 4.8.25 | 4.9.25 | 4.10.25 | |
| 4.1.26 | 4.2.26 | 4.3.26 | 4.4.26 | 4.5.26 | 4.6.26 | 4.7.26 | 4.8.26 | 4.9.26 | 4.10.26 | |
| 4.1.27 | 4.2.27 | 4.3.27 | 4.4.27 | 4.5.27 | 4.6.27 | 4.7.27 | 4.8.27 | 4.9.27 | 4.10.27 | |
| 4.1.28 | 4.2.28 | 4.3.28 | 4.4.28 | 4.5.28 | 4.6.28 | 4.7.28 | 4.8.28 | 4.9.28 | 4.10.28 | |
| 4.1.29 | 4.2.29 | 4.3.29 | 4.4.29 | 4.5.29 | 4.6.29 | 4.7.29 | 4.8.29 | 4.9.29 | 4.10.29 | |
| 4.1.30 | 4.2.30 | 4.3.30 | 4.4.30 | 4.5.30 | 4.6.30 | 4.7.30 | 4.8.30 | 4.9.30 | 4.10.30 |
Раздел 4.1 Преломление света. Полное внутреннее отражение
4.1.1Определить показатель преломления скипидара и скорость распространения света в скипидаре, если известно, что при угле падения 450 угол преломления равен 300. (1,4; 2,14×108 м/с)
4.1.2Во сколько раз скорость распространения света в алмазе меньше, чем в сахаре? Показатели преломления алмаза и сахара - соответственно 2,42 и 1,56. (в 1,55 раза)
4.1.3Луч света при переходе из льда в воздух падает на поверхность льда под углом 150. По какому направлению пойдет этот луч в воздухе? Показатель преломления льда 1,32. Определить также угол полного внутреннего отражения. (200, iпред = 490)
4.1.4Скорость распространения света в первой среде 2,25×108 м/с, а во второй 2,0×108 м/с. Луч света падает на границу раздела этих сред под углом 300 и переходит во вторую среду. Определите угол преломления луча. (260)
4.1.5Показатель преломления стекла равен 1,52. Найти предельный угол полного отражения для поверхности раздела стекло – воздух. (4108/)
4.1.6Скорость распространения света в некоторой жидкости равна 240000 км/с. На поверхность этой жидкости из воздуха падает луч света под углом 250. Определить угол преломления луча. (200)
4.1.7 Луч света переходит из скипидара в воздух. Предельный угол полного отражения для этого луча равен 42023/ . Найти скорость распространения света в скипидаре. (2,02×108 м/с)
4.1.8На какой угол отклонится луч света от первоначального направления, упав под углом 450 на поверхность стекла? Показатель преломления стекла 1,5. (190)
4.1.9Найти предельный угол полного отражения для поверхности раздела вода – воздух, если показатель преломления воды 1,33. (48045/)
4.1.10Луч светападает на поверхность раздела двух прозрачных сред под углом 350 и преломляется под углом 250. Каков будет угол преломления, если луч упадет на эту же границу раздела сред под углом 500? (340)
4.1.11 Определить показатель преломления среды, если предельный угол полного внутреннего отражения равен 300. (2)
4.1.12Луч света переходит из глицерина с показателем преломления 1,47 в воду. Определить угол преломления луча, если угол падения равен 300. Показатель преломления воды - 1,33. (33,50)
4.1.13Показатели преломления стекла и воды равны 1,5 и 1,33 соответственно. Найти предельный угол полного отражения для поверхности раздела этих сред. (61010/)
4.1.14Определить угол падения луча из воздуха на поверхность воды, если угол между преломлённым и отражённым от поверхности воды лучами равен 900. Показатель преломления воды 1,33. (530)
4.1.15Показатели преломления некоторого сорта стекла для красного и фиолетового лучей равны соответственно nкр = 1,51 и nф = 1,53. Найти предельные углы полного отражения для этих лучей при падении их на поверхность раздела стекло – воздух. (iкр = 41028/, iф = 40049/)
4.1.16Определить угол преломления луча при переходе из воздуха в этиловый спирт, если угол между падающим и преломлённым лучами равен 1200. Показатель преломления этилового спирта 1,36. (250)
4.1.17Угол падения луча светана поверхностьподсолнечного масла 600 , а угол преломления 360. Найти показатель преломления масла и угол полного отражения. (1,47; 430)
4.1.18Накакой угол отклонится луч света от первоначального направления при падении под углом 450 на поверхность алмаза? Показатель преломления алмаза 2,42. (280 )
4.1.19Луч света падает награницу раздела двух сред под углом 300. Показатель преломления первой среды 2,4. Определить показатель преломления второй среды, если отражённый и преломлённый лучи перпендикулярны друг другу. (n2=1,39 )
4.1.20Луч света падает на поверхность воды под углом 400. Под каким углом должен упасть луч на поверхность стекла, чтобы угол преломления оказался таким же? (50,60)
4.1.21Свет переходит через границу раздела двух сред, причем скорость света в первой среде равна 0,5с м/с, а во второй - 0,7см/с. Найти угол полного отражения. (45,60)
4.1.22Под каким углом должен падать луч на поверхность стекла, чтобы угол преломления был в два раза меньше угла падения? Показатель преломления стекла 1,6. (740)
4.1.23Определить показатель преломления рубина, если предельный угол полного отражения для рубина равен 340. (1,8)
4.1.24Каким должен быть угол падения света на стекло, чтобы преломлённый луч был перпендикулярен отражённому? Показатель преломления стекла принять равным 1,6. (580)
4.1.25Свет идет из вещества, где скорость света 2,5×108 м/с в вещество, где скорость света 2,7×108 м/с . Определить угол полного отражения. (67,80)
4.1.26Найти угол падения луча света на поверхность воды с показателем преломления 1,33 в случае, когда угол преломления на 100 меньше угла падения. (390)
4.1.27Луч света падает из вакуумана прозрачную пластинку, причём угол преломления равен 300. Определить угол падения, если скорость света в пластинке уменьшается в 1,33 раза. (41,70)
4.1.28Угол преломления луча, вышедшего из оптически прозрачного вещества с показателем преломления 1,5, равен 300 . Определить угол падения луча, а также угол полного отражения. (19,50; 41,80)
4.1.29Свет падает из оптически прозрачного вещества с показателем преломления 1,53 в вакуум под углом, составляющим 600 с плоскостью раздела сред. Определить угол преломления. (500)
4.1.30Луч света падает из вещества с показателем преломления n в вакуум. Угол полного отражения равен 600. Определить показатель преломления вещества. (1,15)
Раздел 4.2 Интерференция, дифракция, поляризация света
4.2.1Пучок белого света падает нормально на поверхность стеклянной пластинки толщиной d = 0,4 мкм. Какие длины волн, лежащие в пределах видимого спектра (от 400 до 700 нм), усиливаются в отраженном свете? (l = 0,48 мкм)
4.2.2Дифракционная решетка, имеющая 750 штрихов на 1 см, расположена параллельно экрану на расстоянии 1,5 м от него. На решетку перпендикулярно ее плоскости направляют пучок света. Определите длину волны света, если расстояние на экране между вторыми максимумами, расположенными слева и справа от центрального (нулевого), равно 22,5 см. Считать sin a ≈ tg a. (l = 0,5 мкм)
4.2.3Параллельный пучок света переходит из воды в стекло. Отраженный пучок света максимально поляризован. Определить угол между падающим и отраженным пучками. (j = 970)
4.2.4Радиус второго темного кольца Ньютона в отраженном свете равен 0,4 мкм. Определите радиус кривизны плосковыпуклой линзы, взятой для опыта, если она освещается монохроматическим светом с длиной волны l = 0,64 мкм. (R = 125 мм)
4.2.5Сколько штрихов на 1 мм длины имеет дифракционная решетка, если зеленая линия ртути (длина волны 0,546 мкм) в спектре первого порядка наблюдается под углом 19°8ґ? (N = 560 мм-1)
4.2.6Угол падения света на поверхность стекла равен 60о. При этом отраженный пучок света оказался максимально поляризован. Определить угол преломления луча. (j = 300)
4.2.7Оптическая разность хода волн от двух когерентных источников в некоторой точке пространства равна 8,723 мкм. Каков будет результат интерференции (усиление или ослабление света) в этой точке, если длина волны будет: а) l1 = 671нм; б) l2 = 436нм?
4.2.8На дифракционную решетку, имеющую 500 штрихов на мм, перпендикулярно ей падает плоская монохроматическая волна. Чему равна длина падающей волны, если дифракционный максимум 4-го порядка наблюдается в направлении, перпендикулярном падающим лучам? (l = 500 нм)
4.2.9Пучок естественного света падает на полированную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины пучок света максимально поляризован и образует угол 97о с падающим пучком. Определить показатель преломления жидкости. (n = 1,33)
4.2.10В некоторую точку пространства приходят световые пучки когерентного излучения с оптической разностью хода 6 мкм. Определить произойдет усиление или ослабление света в этой точке, если длина волны равна: 500 нм; 480 нм.
4.2.11На дифракционную решетку нормально падает пучок света. Угол между первыми двумя симметричными максимумами равен 8°. Найти отношение периода решетки к длине световой волны. (d/l = 14)
4.2.12Пучок света переходит из жидкости в стекло. Угол падения равен 60о, угол преломления 50о. При каком угле падения пучок света, отраженный от границы раздела двух сред, будет максимально поляризован. (a = 450)
4.2.13Плосковыпуклая линза с радиусом кривизны 1 метр выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определите длину волны падающего монохроматического света, если радиус второго светлого кольца в отраженном свете равен 2 мм. (l = 2,67 мкм)
4.2.14Плоская монохроматическая световая волна с длиной волны 400 нм падает по нормали на дифракционную решетку с периодом 5 мкм. Параллельно решетке позади нее размещена собирающая линза с фокусным расстоянием 20 см. Дифракционная картина наблюдается на экране в задней фокальной плоскости линзы. Найдите расстояние между ее главными максимумами 1-го и 2-го порядков. Считать sin a ≈ tg a. (Dr = 16 мм)
4.2.15Под каким углом к горизонту должно находиться Солнце, чтобы его лучи, отраженные от поверхности озера, были максимально поляризованы? (eБ = 530)
4.2.16Две когерентные световые волны приходят в некоторую точку пространствас разностью хода 2,25 мкм. Каков результат интерференции в этой точке, если свет: а) красный (l = 750 нм); б) зеленый (l = 500 нм).
4.2.17Дифракционная решетка, имеющая 50 штрихов на 1 мм, расположена на расстоянии L = 55 см от экрана. Какова длина волны монохроматического света, падающего нормально на решетку, если первый дифракционный максимум на экране отстоит от центрального на ℓ = 1,9 см? Считать sin a ≈ tg a. (l = 690 мм)
4.2.18Пучок света переходит из жидкости в стекло. Угол падения равен 60о, угол преломления 50о. При каком угле падения пучок света, отраженный от границы раздела двух сред, будет максимально поляризован. (a = 450)
4.2.19Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны 0,6 мкм, падающим нормально. Найти толщину воздушного зазора между линзой и пластинкой в том месте, где наблюдается четвертое темное кольцо Ньютона в отраженном свете. (d = 1,2 мкм)
4.2.20Постоянная дифракционной решётки в 4 раза больше длины волны монохроматического света, падающего нормально на ее поверхность. Определить угол между двумя первыми симметричными дифракционными максимумами. (a = 290)
4.2.21Угол падения луча на поверхность стекла равен 50о, при этом отраженный пучок света оказался максимально поляризован. Определить угол преломления. (b = 400)
4.2.22На плоской стеклянной поверхности образована тонкая прозрачная пленка толщиной 0,396 мкм. Какую окраску примет пленка при освещении ее белым светом, падающим под углом 30о? Показатель преломления стекла 1,5, а материала пленки 1,4. (l1 = 0,690 мкм, l2 = 0,414 мкм)
4.2.23Дифракционная решетка, освещенная нормально падающим монохроматическим светом, отклоняет спектр третьего порядка на угол 30°. На какой угол отклоняет она спектр четвертого порядка? (a4 = 420)
4.2.24Пучок света падает на поверхность воды под некоторым углом. При этом отраженный луч света – максимально поляризован. Определить угол падения света, если известно, что луч света преломляется под углом b = 300.(a = 600)
4.2.25На мыльную пленку (n = 1,33) падает белый свет под углом 45о. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый свет (длина волны желтого света 0,6 мкм). (d = 133 нм)
4.2.26На дифракционную решетку в направлении нормали к ее поверхности падает монохроматический свет. Период решетки 2 мкм. Определить наибольший порядок дифракционного максимума, который дает эта решетка в случае красного (длина волны 0,7 мкм) и в случае фиолетового (0,41 мкм) света. (kкр = 2; kф = 4)
4.2.27При прохождении света через слой 10 % раствора сахара толщиной 10 см плоскость поляризации повернулась на 160. В другом растворе сахара, взятом толщиной 25 см, плоскость поляризации повернулась на 330. Определить концентрацию второго раствора. (С = 8,25 %)
4.2.28Расстояние между пятым и двадцать пятым светлыми кольцами Ньютона равно 2 мм. Радиус кривизны линзы 1 м. Найти длину волны света, падающего на установку. (l = 500 нм)
4.2.29На дифракционную решетку нормально падает пучок монохроматического света. Максимум 3-го порядка наблюдается под углом 37°. Найти отношение периода решетки к длине волны падающего света. Сколько максимумов может дать решетка в рассматриваемом случае? (d/l = 4,98; N = 9)
4.2.30 Естественный свет, проходя через систему поляризатор-анализатор, ослабляется в 9 раз. Определить угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора. Поглощением и отражением света пренебречь. (a = 61,870)
Раздел 4.3 Явление теплового излучения. Фотоэффект
4.3.1 Длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела, равна 1 мкм. Определить температуру тела и его энергетическую светимость. (Т = 2900 К, Re = 4 МВт/м2)
4.3.2 Фотокатод облучают светом с длиной волны l = 300 нм. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода l0 = 450 нм. Какое напряжение U нужно создать между анодом и катодом, чтобы фототок прекратился? (U = 1,4 В)
4.3.3 Мощность излучения Солнца 3,9∙1026 Вт. Считая излучение Солнца близким к излучению абсолютно черного тела, найти температуру поверхности Солнца. Радиус Солнца считать равным 6,96×10 8м. (Т = 5800К)
4.3.4Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины светом с длиной волны l = 3×10–7 м, если красная граница фотоэффекта l0 = 540 нм? (vmax = 800 км/с)
4.3.5 Определить, во сколько раз необходимо уменьшить термодинамическую температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость уменьшилась в 625 раз. (Т1/Т2 = 5)
4.3.6 Определите длину волны света, которым освещается поверхность металла, если фотоэлектроны имеют максимальную кинетическую энергию 6∙10-20 Дж, а работа выхода электронов из этого металла 6∙10-19Дж. (l = 300 нм)
4.3.7На какую длину волны приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела при температуре 00С? (l = 10,6 мкм)
4.3.8 При фотоэффекте с платиновой поверхности электроны полностью задерживаются разностью потенциалов U = 0,8 В. Найти длину волны l применяемого облучения и предельную длину волны l0, при которой еще возможен фотоэффект. (l = 204 нм; l0 = 234 нм)
4.3.9 В результате нагревания черного тела длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости, сместилась с l1 = 2,7 мкм на l2 = 0,9 мкм. Определить начальную и конечную температуры тела и соответствующие энергетические светимости. (Т1=1074К, Т2=3222К; Re1 = 74 кВт/м2, Re2 = 0,6 МВт/м2 )
4.3.10 Какую длину волны должны иметь фотоны, если электроны, эмитируемые при фотоэффекте из металлической пластины, имеют скорость 5×109 см/с? Работа выхода 6,3 эВ. (l = 0,18 мкм)
4.3.11 Вычислить энергию, излучаемую за 10 мин с площади 2 см2 абсолютно черного тела, температура которого 1500 К. (W = 34,4 кДж)
4.3.12 На металлическую пластину падает ультрафиолетовое излучение с длиной волны l = 0,25 мкм. Фототок прекращается при минимальном задерживающем напряжении U = 0,96 В. Определить работу выхода электрона из металла. (Авых = 4эВ)
4.3.13 Как и во сколько раз изменится энергетическая светимость абсолютно черного тела, если максимум спектральной плотности энергетической светимости переместится с красной границы видимого света (700 нм) на фиолетовую (390 нм)? (Re2/Re1 = 10,4)
4.3.14 На катод фотоэлемента, выполненного из цезия, падает монохроматическое излучение с длиной волны l = 0,22 мкм. Рассчитать максимальную скорость фотоэлектронов и минимальное запирающее напряжение. Работа выхода электрона Aвых = 1,89 эВ. (vmax = 1,15 Мм/с; Umin = 3,76 В)
4.3.15 Абсолютно черное тело имеет температуру 500 К. До какой температуры необходимо нагреть это тело, чтобы увеличить его энергетическую светимость в 5 раз? (Т2 = 747,7 К)
4.3.16 Какая доля энергии фотона израсходована на работу выхода фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта l0 = 0,307 мкм, а максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона равна 1 эВ? (Aвых/Е = 0,8)
4.3.17 Определить температуру и энергетическую светимость абсолютно черного тела, если максимум спектральной плотности энергетической светимости приходится на длину волны 400 нм. (Т = 7250 К, Re = 156,7 МВт/м2 )
4.3.18 На поверхность лития падает монохроматический свет с длиной волны l = 0,31 мкм. Чтобы прекратить эмиссию электронов, необходимо приложить задерживающую разность потенциалов не менее 1,7 В. Определить работу выхода электрона из лития. (Авых = 2,3 эВ)
4.3.19 Какое количество энергии излучает участок поверхности абсолютно черного тела площадью S = 10 см2 в 1 с, если известно, что максимум спектральной плотности энергетической светимости этого тела приходится на длину волны 1,2 мкм? (Р = 1,9 кВт)
4.3.20 Определить красную границу фотоэффекта для цинка и максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с его поверхности электромагнитным излучением с длиной волны 0,25 мкм. Работа выхода электрона из цинка Авых = 3,74 эВ. (v0 = 0,903×1015 с-1, vmax = 0,657 Мм/с)
4.3.21 Температура абсолютно черного тела 3200 К. Определить энергетическую светимость тела и длину волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости. (Re = 5,95 кВт/м2, lт = 0,9 мкм)
4.3.22 Работа выхода электрона из цезия Aвых = 1,89 эВ. Рассчитать красную границу фотоэффекта для него. Будет ли видимый свет вызывать эмиссию электронов из этого металла? (l0 = 658 нм)
4.3.23 Энергетическая светимость черного тела R = 10 кВт/м2. Определить длину волны, соответствующую максимуму спектральной плотности энергетической светимости этого тела. (l = 4,5 мкм)
4.3.24 Определить максимальную скорость фотоэлектронов, если фототок прекращается при задерживающем напряжении U = 3,7 В. (vmax = 1,14 106 м/с)
4.3.25 Черное тело находится при температуре Т1 = 3000 К. При остывании тела длина волны, соответствующая максимальной спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на Dl = 8 мкм. Определить конечную температуру тела. (Т2 = 323 К)
4.3.26 Для прекращения фотоэффекта, вызванного облучением платиновой пластинки, необходимо приложить задерживающую разность потенциалов UЗ = 3,7 В. Рассчитать длину волны падающего излучения. К какому диапазону электромагнитных волн оно относится? Работа выхода электрона из платины Aвых = 5,29 эВ. (l = 0,14 мкм)
4.3.27 Длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела, равна 0,58 мкм. Определить температуру и энергетическую светимость этого тела. (Т = 5×103 К, Re = 35,4 МВт/м2)
4.3.28 Определить минимальное запирающее напряжение для фотоэлемента, катод которого изготовлен из серебра. Длина волны падающего излучения l = 0,155 мкм. Работа выхода электрона из серебра Aвых = 4,28 эВ. (Umin = 3,74 В)
4.3.29Вычислить энергию, излучаемую за 1 минуту с 1 см2 абсолютно черного тела, температура которого 1000 К. (W = 340 Дж)
4.3.30 Найти максимальную скорость электронов, испускаемых серебром при облучении ультрафиолетовым излучением с длиной волны l = 0,155 мкм. Работа выхода электрона из серебра Aвых = 4,28 эВ. (vmax = 1,15 Мм/с)
Раздел 4.4. Свойства фотонов. Давление света
4.4.1Определить энергию и массу фотона, длина волны которого соответствует: а) видимой части спектра (l = 0,6 мкм); б) рентгеновскому излучению (l = 10 нм); в) гамма-излучению (l = 0,1 нм). (а) 2,07 эВ, 3,68 10-32 г; б) 12,4 кэВ, 2,21 10-28 г; 1,24 МэВ, 2,21×10-23 г)
4.4.2На поверхность площадью 0,01м2 в единицу времени падает световая энергия 1,05Дж/c. Найти световое давление, оказываемое светом на зеркальную поверхность. (0,7 мкПа)
4.4.3Чему равна длина волны l кванта с энергией, равной средней кинетической энергии атомов гелия при температуре 1000С? (l = 96 пм)
4.4.4Давление монохроматического света на черную поверхность, расположенную перпендикулярно падающим лучам, равно 0,1 мкПа. Определить число N фотонов, падающих за одну секунду на площадку в 1см2, если длина волны падающего света 600нм. (9∙1015)
4.4.5С какой скоростью v должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны l =520 нм? (v =1,4 км/c)
4.4.6Сила давления монохроматического излучения с длиной волны l = 500нм, нормально падающего на плоскую зеркальную поверхность, равна 10-8 Н. Определить число N фотонов, ежесекундно падающих на эту поверхность. (3,77∙1018)
4.4.7При какой температуре средняя кинетическая энергия частиц равна энергии фотонов рентгеновского излучения с длиной волны 5 нм. (Т = 1,92×106 К)
4.4.8На зачернённую поверхность перпендикулярно падает параллельный пучок монохроматического света с длиной волны l = 662 нм и производит давление 0,3 мкПа. Определить концентрацию n фотонов в световом пучке. (1012 м -3)
4.4.9Вычислить длину волны фотона, энергия которого равна энергии покоя электрона. (l = 2,42 пм)
4.4.10Определить длину волны монохроматического света, создающего давление 0,133 мкПа на зачернённую поверхность, если число фотонов, падающих перпендикулярно на 1м2 за 1с, равно 1020. (l = 498 нм).
4.4.11Какую разность потенциалов должен пройти электрон, для того чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны l = 0,392 нм. (U = 3,2 к В)
4.4.12На зеркальную поверхность, расположенную перпендикулярно падающим лучам, за 1минуту попадает 80Дж световой энергии, создавая давление 0,35 мкПа. Определить площадь поверхности. (S=254cм2)
4.4.13Определите длину волны фотона, при которой его импульс равен импульсу электрона, движущегося со скоростью v = 1,46∙103 м/с. (l = 0,5 мкм)
4.4.14Сравнить давления света, производимые одинаковыми пучками света на идеально белую и идеально чёрную поверхности одинаковой площади. (Pб/Pч = 2)
4.4.15При какой скорости электроны будут иметь энергию, равную энергии фотонов ультрафиолетового света с длиной волны 200 нм? (v = 3,6 км/с)
4.4.16Давление монохроматического света с длиной волны l = 500 нм на идеально отражающую поверхность, расположенную перпендикулярно падающему излучению, равно 150нПа. Определить число N фотонов, падающих на поверхность площадью 45см2 за одну минуту. (N = 15∙1018)
4.4.17Определите длину волны электромагнитного излучения, энергия кванта которого равна энергии покоя электрона. Найти массу и импульс фотона. Масса покоя электрона равна 9,1∙10-31 кг. (l = 2,4 пм; m = 9,2∙10-31кг; P = 2,76∙10-22 кг×м/с)
4.4.18На зачернённую поверхностьплощадью 30см2, расположенную перпендикулярно падающему свету с частотой 5×1015 Гц, ежесекундно падает 6∙1016 фотонов. Определить давление света. (P = 0,22 мкПа)
4.4.19Определите длину волны, энергию, импульс фотона видимого излучения, если масса фотона равна m = 4∙10-36 кг. (l = 552 нм; Е = 3,6×10-19 Дж; P = 1,2∙10-27 кг×м/с)
4.4.20Давление монохроматического света длиной волны 0,5 мкм на перпендикулярную поверхность с коэффициентом отражения 0,8 равно 1,43 Па. Определить концентрацию n фотонов в пучке. (2∙1018м -3)
4.4.21Найти длину волны l и частоту v излучения, в котором релятивистская масса фотона mф равна массе покоя электрона me = 9,1∙10-31 кг. (l = 2,4 пм; v = 1,2∙1020 Гц)
4.4.22Сравнить силы давления света на абсолютно чёрную поверхность потока фотонов с частотой 6,8×1015 Гц и потока фотонов с частотой 4×1015 Гц. (F1/F2 = 1,7)
4.4.23Какова масса, частота, импульс и энергия фотона ультрафиолетового излучения с длиной волны l = 100 нм? (m = 2,21∙10-35 кг; v = 3∙1015 Гц;P = 6,63∙10-27 кг×м/с; Е = 19,89∙10-19 Дж)
4.4.24Сравнить давления света на зеркальную поверхность ультрафиолетовых лучей с длиной волны 283нм и инфракрасных лучей с длиной волны 850нм. (P1/P2 = 3)
4.4.25Во сколько раз энергия фотона, соответствующая гамма-излучению с частотой 3∙1020 Гц, больше энергии фотонов рентгеновского излучения с длинной волны 2∙10-10 м. Сравнить массы фотонов данных излучений. (200; т2/т1 = 0,5×1016)
4.4.26На зеркальную поверхность, перпендикулярную лучам, ежесекундно падает 4×1017 фотонов света с частотой 7,55×1015 Гц. Определить силу давления света.(F = 0,133 мкН)
4.4.27 Какова длина волны света, если импульс фотона этого света 1,1∙10-27 кг∙м/с. Определить так же энергию фотона. (l = 600 нм; Е = 3,3∙10-19 Дж)
4.4.28Найти длину волны света, падающего перпендикулярно на зеркальце площадью 1 см2, если давление 1 мкПа на эту поверхность создают 5∙1016 фотонов за время 1с. (l = 663 нм)
4.4.29 При какой температуре Т кинетическая энергия молекулы двухатомного газа будет равна энергии фотона с длиной волны l = 589 нм? (Т = 9800 К)
4.4.30 На поверхность площадью 0,01 м2 в единицу времени падает световая энергия 1,05 Дж/c. Найти световое давление, оказываемое светом на поверхность, полностью поглощающую свет. (0,35 мкПа)