WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

Pages:     | 1 | 2 ||

«ПРЕДИСЛОВИЕ Предлагаемый сборник задач по физике предназначен для студентов естественно-научных специальностей университетов, для которых физика не является ...»

-- [ Страница 3 ] --

Рис. 4.24 Рис. 4.25 4.2.44. Построить ход лучей в одноосном положительном кристалле, если оптическая ось лежит в плоскости падения под косым углом к преломляющей грани, а параллельный пучок света падает перпендикулярно к преломляющей поверхности кристалла (рис. 4.26).

4.2.45. Построить ход лучей в одноосном отрицательном кристалле, если оптическая ось перпендикулярна преломляющей грани. Луч света направлен вдоль оптической оси (рис. 4.27).

–  –  –

4.2.46. Построить ход лучей в одноосном отрицательном кристалле, если оптическая ось перпендикулярна преломляющей грани, а луч света падает наклонно к оптической оси (рис. 4.28).

–  –  –

Корпускулярные свойства света. Постоянная Планка. Для разрешения противоречия между теорией и опытом, возникшего в физике в начале ХХ века (тепловое излучение, строение атома, спектры испускания и поглощения), немецкий физик Макс Планк предположил, что атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями — квантами.

Энергия каждой порции прямо пропорциональна частоте излучения:

E = h, (4.3.1) где h = 6,63 · 10–34 Дж · с — постоянная Планка.

При испускании и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц с энергией E = h. Световая частица называется фотон, или квант электромагнитного излучения.

Масса и импульс фотона m = E/c 2 = h/c 2, p = h/c. (4.3.2) Здесь с — скорость света.

Фотоэффект — это эффект испускания электронов веществом под действием света.



Законы фотоэффекта. 1. Сила тока насыщения прямо пропорциональна интенсивности светового излучения, падающего на поверхность тела. 2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности. 3. Если частота света меньше некоторой определенной для данного вещества минимальной частоты, то фотоэффект не происходит.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. По теории Эйнштейна фотоэффект имеет следующее объяснение: поглощая квант света, электрон приобретает энергию h. При вылете из металла энергия каждого электрона уменьшается на величину Авых — работу выхода — работу, которую необходимо затратить для удаления электрона из металла. Максимальная энергия электрона после вылета mv 2/2 = h – Aвых. (4.3.3) Это уравнение носит название уравнения Эйнштейна. Если h Aвых, фотоэффект не происходит, частота min = Aвых/h называется красной границей фотоэффекта.

Изменение длины волны рентгеновского излучения при комптоновском рассеянии h 2h = = (1 cos ) = sin 2 = 2C sin 2, (4.3.4) m0 c m0 c 2 2 где и — длины волн падающего и рассеянного излучения, m0 — масса электрона, — угол рассеяния, C = h/m0c — комптоновская длина волны.

Качественные задачи

4.3.1. Зависит ли энергия фотона от длины волны света?

4.3.2. Металлическая пластинка под действием рентгеновских лучей зарядилась. Каков знак заряда?

4.3.3. Чему равно отношение давления света, производимого на идеально белую поверхность, к давлению света, производимому на идеально черную поверхность? Все прочие условия в обоих случаях одинаковы.

4.3.4. Свободный атом излучает фотон. Выполняется ли при этом закон сохранения энергии? Выполняется ли при этом закон сохранения импульса? Выполняется ли при этом закон сохранения массы?

4.3.5. Во что преобразуется при внешнем фотоэффекте энергия падающего на тело света?

4.3.6. Способен ли свободный электрон поглотить квант света?





4.3.7. Фотон и электрон обладают одинаковой кинетической энергией. Который из них имеет большую длину волны?

4.3.8. Освещают две нейтральные пластинки, одну — металлическую, другую — полупроводниковую. Останутся ли пластинки нейтральными при возникновении фотоэффекта?

–  –  –

4.3.12. При какой длине электромагнитной волны энергия фотона равна Е = 3,3 · 10–20 Дж? Ответ дать в ангстремах.

4.3.13. Сколько фотонов попадает за t = 1 с в глаз человека, если глаз воспринимает свет с длиной волны 0,44 мкм при мощности светового потока P = 0,45 · 10–19 Вт? Постоянная Планка h = 6,6 · 10–34 Дж · с, скорость света c = 3 · 108 м/с.

4.3.14. Источник света мощностью N = 100 Bт испускает в одну секунду n = 5 · 1020 фотонов. Найти среднюю длину волны излучения.

Ответ дать в микрометрах, округлив его до целого числа.

4.3.15. Определите массу и импульс фотона для излучения с длиной волны = 1 мкм. Постоянная Планка h = 6,62 · 10–34 Дж · с.

4.3.16. Вычислите в электронвольтах энергию фотона с длиной волны = 207 нм (1 нм = 10–9 м, 1 эВ = 1,6 · 10–19 Дж, h = 4,14 · · 10–15 эВ · с, с = 3 · 108 м/с).

4.3.17. Определите энергию фотона для света с длиной волны = = 4 · 10–7 м, распространяющегося в среде с абсолютным показателем преломления n = 1,5. Постоянная Планка h = 6,62 · 10–34 Дж · с.

4.3.18. Источник монохроматического света мощностью P = = 66 Вт испускает за t = 10 с N = 1,8 · 1021 фотонов. Определить длину волны источника.

4.3.19. Рубиновый лазер излучает импульс, состоящий из n = = 2 миллиарда фотонов с длиной волны = 694 нм. Найти среднюю мощность импульса лазера, если его длительность равна = 2 мс.

4.3.20. Мощность излучения лазера Р = 100 Вт, длина волны излучения = 1,2 · 10–8 м. Определите число фотонов, испускаемых лазером в единицу времени. Постоянная Планка h = 6,6 · 10–34 Дж · с, скорость света с = 3 · 108 м/с.

4.3.21. Энергия фотона равна кинетической энергии электрона, имевшего начальную скорость v0 = 106 м/с и ускоренного разностью потенциалов U = 4 В. Найти длину волны фотона.

4.3.22. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны = 550 нм?

4.3.23. Катод фотоэлемента освещается ультрафиолетовыми лучами с длиной волны = 350 нм. Для того чтобы фотоэлектроны не достигали анода, между катодом и анодом нужно приложить напряжение U 1,55 В. Найти работу выхода электронов из материала катода.

4.3.24. Какую скорость получают вырванные из калиевого фотокатода электроны при облучении его фиолетовым светом с длиной волны = 420 нм? Работа выхода А = 2 эВ. Определите массу фотона падающего света.

4.3.25. Чему равен запирающий потенциал для калиевого фотокатода при облучении его фиолетовым светом с длиной волны = 420 нм? Работа выхода А = 2 эВ. Определите массу фотона падающего света.

4.3.26. Для прекращения фотоэффекта, вызванного облучением ультрафиолетовым светом платиновой пластинки, нужно приложить задерживающую разность потенциалов U1 = 3,7 В. Если платиновую пластинку заменить другой пластинкой, то задерживающую разность потенциалов придется увеличить до U2 = 6 В. Определить работу выхода A2 электронов с поверхности этой пластины, если работа выхода электронов из платиновой пластины A1 = 6,3 эВ.

4.3.27. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла соответствует длине волны 0 = 275 нм. Найти максимальную скорость электронов, вызываемых светом с длиной волны = 180 нм.

Масса электрона m = 9,1 · 10–31 кг.

4.3.28. Фотон с энергией = 0,25 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите кинетическую энергию электрона отдачи, если длина волны рассеянного фотона изменилась на 20%.

4.3.29. Фотон с энергией = 0,3 МэВ рассеялся под углом = 180° на свободном электроне. Определите долю энергии фотона, приходящуюся на рассеянный электрон.

4.3.30. Какова была длина волны 0 рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения графитом под углом = 60° длина волны рассеянного излучения оказалась равной = 25,4 пм?

4.3.31. При комптоновском рассеянии энергия падающего фотона распределяется поровну между рассеянным фотоном и электроном отдачи. Угол рассеяния = /2. Найти энергию W и импульс p рассеянного фотона.

a = g.

–  –  –



Pages:     | 1 | 2 ||
Похожие работы:

«Бюллетень Никитского ботанического сада. 2011. Вып. 100 85 ИТОГИ БИОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В НБС – ННЦ С 2001 ПО 2010 гг. А.Е. ПАЛИЙ, кандидат биологических наук; В.Н. ЕЖОВ, доктор технических наук Никитский ботанический сад – Национальный научный центр С начала ХХ века учеными Никитского...»

«МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ОХРАНА ПРИРОДЫ ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ОТХОДА Состав, содержание, изложение и правила внесения изменений ГОСТ 17.9.0.2-99 Межгосударственный СОВЕТ по стандартизации, метрологии и сертификации Введен в действие с 1.01.2001 г. Приказом Госстандарта Украины №97 от 3.02.2000 г....»

«Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2010. – Т. 19, № 3 – С. 127-132. УДК 581.92 (470.43) ОБЗОР СЕМЕЙСТВА VIOLACEAE BATSCH УЛЬЯНОВСКОЙ ОБЛАСТИ © 2010 С.В. Саксонов, С.А. Сенатор, Н.С. Раков* Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти (Россия) Поступила 30 ноября 2009 г. На основании ревизии рода Viola L. флор...»

«Научно-исследовательская работа Определение дубильных веществ в корневище бадана толстолистного (Bergenia crassifolia (L.)Fritsch.), культивируемого в Кузбасском ботаническом саду Института экологии человека СО РАН Выполнил: Мальце...»

«1. Цель освоения дисциплины Целью освоения дисциплины "Сельскохозяйственная экология" является формирование навыков рационального использования потенциальных возможностей почвы, растений и животных при производстве сельскохозяйственной продукции.2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Дисциплина "Сельскохозя...»

«Научно-исследовательская работа Тема работы Воздействие микроволн на живые организмы.Выполнил: Тарасов Егор Александрович учащийся 7 класса Государственного бюджетного общеобразовательного учрежд...»

«ФАНО России Институт фундаментальных Окский экологический фонд проблем биологии РАН Междисциплинарная научно-практическая конференция "Теоретические и практические аспекты функциональной экологии" 27-29 октября 2016 г., г.Пущино Московская область Первое информационное письмо г. Пущино – Московская область – 2016 У...»

«Бюллетень Никитского ботанического сада. 2008. Вып. 97 ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА И СОДЕРЖАНИЯ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ПЛОДАХ АЛЫЧИ О.А. ГРЕБЕННИКОВА Никитский ботаничекий сад – Национальный научный центр Введение В настоящее время особый интерес представляют культуры, плоды которых сочетают вкусовые...»

«Аурика Луковкина Золотой ус и улучшение зрения Текст предоставлен правообладателем http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=8918907 Золотой ус и улучшение зрения / А. Луковкина: Научная книга; Аннотация В данной книге...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.