ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛИНГВИСТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ И КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО

ФИЗИКЕ

Направление

ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

РАЗДЕЛ V

ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

Иркутск

Законы и формулы которые можно применять без вывода при решении задач.

1. Скорость света в среде

где c — скорость света в вакууме; n — абсолютный показатель преломления среды.

2. Оптическая длина пути волны

где l — геометрическая длина пути световой волны в среде с показателем преломления n.

3. Оптическая разность хода двух световых волн

4. Условие интерференционного максимума:

где k — порядок интерференционного максимума.

5. Условие интерференционного минимума

где k — порядок интерференционного минимума.

6. Закон преломления света , где i и r — углы падения и преломления световых волн; n₁ и n₂ — абсолютные показатели преломления первой и второй среды.

7. Условия дифракционных максимумов и минимумов от одной щели:

;

где a — ширина щели; j_k — угол отклонения (угол дифракции) лучей, соответствующий максимуму или минимуму; k — порядковый номер максимума или минимума.

8. Условия главных максимумов и минимумов дифракционной решетки:

;

где d — постоянная дифракционной решетки.

9. Разрешающая способность дифракционной решетки

где Dl — наименьшая разность длин волн двух соседних спектральных линий (l и l+ Dl), при которой эти линии могут быть видны раздельно в спектре, полученном посредством данной решетки; N — полное число щелей решетки.

10. Степень поляризации света

где и — максимальная и минимальная интенсивности света, соответствующие двум взаимно перпендикулярным направлениям световых колебаний в луче.

11. Закон Брюстера:

где i _Бр — угол падения, при котором отраженный луч полностью поляризован (угол Брюстера); n₂₁ — относительный показатель преломления второй среды относительно первой.

12. Закон Малюса:

где I₀ — интенсивность поляризованного света, падающего на анализатор I — интенсивность поляризованного света, прошедшего через анализатор; a — угол между главными плоскостями анализатора и поляризатора.

13. Угол вращения плоскости поляризации при прохождении света через раствор (кристалл):

— для растворов;

— для кристаллов,

где a — постоянная вращения; c — концентрация раствора; l — длина пути в растворе (кристалле).

14. Энергия фотона

где h =6,62×10^–34 Дж×с — постоянная Планка; n — частота фотона.

15. Импульс фотона

где m — масса фотона; l — длина волны фотона; c — скорость света в вакууме.

16. Формула Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:

или ,

где A _вых — работа выхода электрона из металла; E _к_max — максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона; v_max — максимальная скорость вылетевшего электрона.

17. Красная граница фотоэффекта

или ,

где n₀ — минимальная частота света, при которой еще возможен фотоэффект; l₀ — максимальная длина волны света, при которой еще возможен фотоэффект.

18. Формула Комптона:

или ,

где l — длина волны фотона, встретившегося со слабосвязанным электроном; l¢ — длина волны фотона, рассеянного на угол q после столкновения с электроном, m₀ — масса покоящегося электрона.

19. Комптоновская длина волны

20. Давление света при нормальном падении на поверхность

где E_e — энергетическая освещенность (облученность); w — объемная плотность энергии излучения; r — коэффициент отражения.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Пример 1. От двух когерентных источников S₁ и S₂ (l=0,8 мкм) лучи падают на экран (рис. 1). На экране наблюдается интерференционная картина. Когда на пути одного из лучей перпендикулярно ему поместили мыльную пленку (n =1,33), интерференционная картина изменилась на противоположную. При какой наименьшей толщине d_min пленки это возможно?

Решение.

l=0,8 мкм=0,8×10^–6 м

n=1,33

d_min=?

Изменение интерференционной картины на противоположную означает, что на участках экрана, где наблюдались интерференционные максимумы, стали наблюдаться интерференционные минимумы. Такой сдвиг интерференционной картины возможен при изменении оптической разности хода на нечетное число полуволн, т. е.

(1) ,

где D₁ — оптическая разность хода пучков световых волн до внесения пленки; D₂ — оптическая разность хода тех же пучков после внесения пленки; k =0, ±1, ±2, …

Наименьшей толщине пленки d_min соответствует k =0. При этом формула (1) примет вид

(2) .

Выразим оптические разности хода D₁ и D₂. Из рисунка 1 следует:

;

Подставим эти выражения в формулу (2):

или

Отсюда

Произведем вычисления:

Ответ: изменение интерференционной картины на обратную возможно при минимальной толщине пленки, равной 1,21×10^–6 м.

Пример 2. Плоско-выпуклая линза положена на стеклянную пластинку, причем вследствие попадания пыли между линзой и пластинкой нет контакта (рис. 2). Радиусы пятого и пятнадцатого темных колец Ньютона, наблюдаемых в отраженном свете, соответственно равны r₅=0,7 мм, r₁₅=1,7 мм. Определите радиус кривизны выпуклой поверхности линзы, если система освещается светом с длиной волны l=581 нм.

Решение.

r₅=0,7 мм=0,7×10^–3 м

r₁₅=1,7 мм=1,7×10^–3 м

l=581 нм=581×10^–9 м

k₅=5

k₁₅=15

R=?

Если на систему, состоящую из линзы и пластинки, падает свет (для простоты будем считать, что свет падает нормально к поверхности пластинки), то происходит следующее: в точке A световой пучок частично отразится, а частично пройдет в воздушный зазор между линзой и пластинкой и отразится от поверхности пластинки в точке C.В точке A обе части пучка встречаются, имея разность хода (h — толщина зазора, соответствующего точке A), и в зависимости от того, равна ли эта разность нечетному числу полуволн или четному, в точке A получается минимум или максимум света.

Исходя из этого для толщины зазора, при которой получается максимум, получаем:

Радиус r темного кольца для случая отсутствия оптического контакта можно выразить из прямоугольного треугольника AOD:

или ,

где R — радиус кривизны поверхности линзы. Поскольку (h– x)² мало по сравнению с 2R(h– x), то этим членом можно пренебречь, тогда формула примет вид

Подставляя значение h для темного кольца, получаем:

(1) .

В условии задачи даны номера двух темных колец. Их радиусы согласно (1) выражаются:

и .

Вычтя почленно из второго уравнения первое, исключаем неизвестную величину x:

Из полученного уравнения выразим искомую величину:

Проверим единицу измерения: в числителе квадрат длины, в знаменателе — длина. В результате R имеет размерность длины.

Расчет:

Ответ: радиус кривизны выпуклой поверхности линзы равен 0,41 м.

Пример 3. Сколько максимумов дает дифракционная решетка, имеющая N =500 штрихов на l =1 мм? Длина волны падающего нормально на решетку света равна l=0,598 мкм. Определить угол j, соответствующий максимуму наибольшего порядка (рис. 3).

Решение.

l =1 мм=1×10^–3 м

d=20 см=0,2 м

l=0,598 мкм=0,598 × 10^–6 м

M=? j_max=?

Для волновых максимумов, полученных с помощью дифракционной решетки, справедливо соотношение

(1) ,

где d — постоянная решетки; j_k — угол отклонения лучей дифракционного максимума; k — порядок максимума; l — длина волны.

Из соотношения (1) находим наибольший номер (или порядок) k дифракционного максимума, который может дать данная решетка. Для этого предельный угол j_max должен быть равен 90°, а sinj_max=1. Поэтому

(2) или .

Постоянная дифракционной решетки

(3) .

Решая совместно уравнения (2) и(3), находим:

Делаем расчет:

Так как число k по физическому смыслу должно быть целым, округляем полученное значение: k=3. Следовательно M=2k+1=7.

Этому значению k_max соответствует угол отклонения дифракционных лучей

или .

Ответ: данная дифракционная решетка дает 7 максимумов для лучей с l=0,598 мкм и угол дифракции наибольшего максимума равен 62°.

Пример 4. Постоянная дифракционной решетки d =10 мкм, ее ширина l =2 см. В спектре какого порядка эта решетка может разрешить дуплет l₁= 486 нм и l₂=486,1 нм?

Решение.

d =10 мкм=1×10^–5 м

l =2 см=2×10^–2 м

l₁=486 нм=486×10^–9 м

l ₂=486,1 нм=486,1 × 10^–9 м

k =?

Разрешающая способность дифракционной решетки

(1) ,

где Dl — минимальная разность длин волн двух спектральных линий l и l+Dl, разрешаемых решеткой; k — порядок спектра; N — число щелей решетки. Так как постоянная решетки d есть расстояние между серединами соседних щелей, то

(2) ,

где l — ширина решетки. Из формулы (1) с учетом формулы (2) находим:

(3) .

Дублет спектральных линий l₁ и l₂ будет разрешен, если Dl£l₂–l₁. Или с учетом (3) и того, что там l=l₁, получим:

(4) .

Из формулы (4) следует, что дублет l₁ и l₂ будет разрешен во всех спектрах с порядком

Произведем вычисления:

Поскольку k должно быть целым, округляем результат в большую сторону k³3.

Ответ: дублет может быть разрешен решеткой в спектре порядка, начиная с k =3.

Пример 5. Пучок естественного света падает на полированную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины пучок света образует угол j=85° с падающим пучком (рис. 4). Определить показатель преломления n₁ ; если отраженный свет максимально поляризован.

Решение.

j=85°

n₂=1,5

n₁=?

Согласно закону Брюстера, пучок света, отраженный от диэлектрика, максимально поляризован в том случае, если тангенс угла падения численно равен относительному показателю преломления:

где n₂₁ — показатель преломления второй среды (стекла) относительно первой (жидкости).

Относительный показатель преломления равен отношению абсолютных показателей преломления, следовательно

Так как угол падения равен углу отражения, то

откуда

Произведем вычисления:

Ответ: показатель преломления жидкости равен 1,64.

Пример 6. Определить, во сколько раз уменьшится интенсивность естественного света, прошедшего через два николя N₁ и N₂, плоскости поляризации которых составляют угол a=60°. При прохождении каждого из николей потери на поглощение света составляют 10 % света,

падающего на него.

Решение.

a=60°

k=10 %=0,1

I₀/I₂=?

Естественный свет, попадая в призму, раздваивается на обыкновенный и необыкновенный лучи. Оба луча поляризованы, но во взаимно перпендикулярных плоскостях. Обыкновенный луч, пройдя к слою канадского бальзама, испытывает полное внутреннее отражение и поглощается зачерненной боковой гранью призмы. Необыкновенный луч проходит сквозь призму без отклонения, уменьшая свою интенсивность из-за поглощения света на величину kI₀.

Таким образом интенсивность света, прошедшего через поляризатор (николь N₁)

где I₀ — интенсивность естественного света, падающего на поляризатор. Подставляя сюда значение k, получим:

Поляризованный свет, войдя во второй николь N₂ (анализатор), опять испытывает поглощение и уменьшает интенсивность на величину kI₁ и, кроме того, уменьшит интенсивность по закону Малюса:

где a — угол между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора; I₁ — интенсивность поляризованного луча, падающего на анализатор; I₂ — интенсивность поляризованного луча, прошедшего через анализатор. Подставляя числовые значения физических величин, получаем:

Относительное уменьшение интенсивности

Ответ: при прохождении двух николей интенсивность света уменьшится в 9,91 раза.

Пример 7. На металлическую пластинку падает монохроматический пучок света с длиной волны l=0,413 мкм. Поток фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, полностью задерживается разностью потенциалов U =1 В. Определить работу выхода и красную границу фотоэффекта.

Решение.

l=0,413 мкм=0,413×10^–6 м

U =1 В

h =6,62×10^–34 Дж×с

c =3×10⁸ м/с

e=1,6 × 10^–19 Кл

A_вых=? l₀=?

Воспользуемся уравнением Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:

(1) ,

где — частота падающего на поверхность металла света; A_вых — работа выхода электрона из металла.

Так как поток электронов полностью задерживается разностью потенциалов U, то

(2) ,

где e — заряд электрона.

Из уравнений (1) и (2) находим работу выхода:

(3) .

Красная граница фотоэффекта определяет ту наибольшую длину волны l₀ (наименьшую частоту n₀), при которой фотоэффект еще возможен. Это должно соответствовать условию . Тогда

или .

Проверим единицу измерения:

;

Расчет:

;

Ответ: работа выхода электронов из металла равна 3,2×10^–19 Дж; красная граница фотоэффекта — 6,2×10^–7 м.

Пример 8. Гамма-фотон с длиной волны l₁=1,2 пм в результате комптоновского рассеяния на свободном электроне отклонился от первоначального направления на угол q=60° (рис. 6). Определить кинетическую энергию и импульс электрона отдачи. До столкновения электрон покоился.

Решение.

l₁=1,2 пм=1,2×10^–12 м

q=60°

L=2,43×10^–12 м

E₀=0.511 м

E_к=? p=?

Изменение длины волны фотона при комптоновском рассеянии на неподвижном свободном электроне

(1) ,

где l₁ и l₂ —длины волн падающего и рассеянного фотонов, q — угол рассеяния фотона (рис. 6); — комптоновская длина волны электрона; h — постоянная Планка; c — скорость света в вакууме; m₀ и E₀= mc² — масса и энергия покоя электрона. Из (1) найдем:

(2) .

Выразим энергию падающего фотона через длину его волны:

(3) , .

Кинетическая энергия электрона отдачи согласно закону сохранения энергии равна:

(4) .

Подставляя сюда выражения энергий из (3), находим:

Расчет ведем во внесистемных единицах:

Зная кинетическую энергию электрона, найдем его импульс. Поскольку кинетическая энергия электрона сравнима с его энергией покоя, импульс и кинетическая энергия связаны релятивистским соотношением:

;

Ответ: кинетическая энергия и импульс электрона отдачи соответственно равны 0,492 МэВ и 4,6×10^{-23 кг}×м/с.

Пример 9. Пучок монохроматического света с длиной волны l=663 нм падает нормально на зеркальную плоскую поверхность. Поток излучения F_e =0,6 Вт. Определить: 1) силу давления F, испытываемую этой поверхностью; 2) число фотонов, ежесекундно падающих на поверхность.

Решение.

l=663 нм=663×10^–9 м

r=1

F_e =0.6 Вт

c=3 × 10⁸ м/с

F =? N=?

Сила светового давления на поверхность равна произведению светового давления p на площадь S поверхности:

(1) .

Световое давление может быть найдено по формуле

(2) ,

где E_e — энергетическая освещенность; c — скорость света в вакууме; r — коэффициент отражения (r=1, поскольку поверхность зеркальная). Подставим правую часть выражения (2) в формулу (1):

(3) .

Так как — поток излучения, то

(4) .

Поток (или мощность) излучения равен произведению энергии одного фотона на число фотонов, ежесекундно падающих на поверхность, т. е. . А так как энергия фотона , то . Отсюда

(5) .

Проверка единиц измерения:

;

Произведем вычисления:

;

Ответ: сила давления, испытываемая зеркальной поверхностью, равна 4×10^–9 Н, а число фотонов, падающих на нее, равно 2×10¹⁶ штук в секунду.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Первое задание — интерференция света.

Второе задание — законы дифракции в параллельных пучках.

Третье задание — поляризация волн и вращение плоскости поляризации.

Четвертое задание — внешний фотоэффект.

Пятое задание — эффект Комптона.

Шестое задание — давление света.

501. Два когерентных источника посылают на экран свет длиной волны λ=50 нм, дающий на экране интерференционную картину. Источники удалены один от другого на d =2,2 мм, а расстояние от экрана l =2,2 м. Определить, что будет наблюдаться на экране в точках находящихся под каждым источником.

502. Плосковыпуклая линза, радиус кривизны которой R =12 м, положена на плоскопараллельную пластинку. На плоскую грань линза нормально падает монохроматический свет, и в отраженном свете образуются темные и светлые кольца. Определить длину волны света, если радиус темного кольца r₆=7,2×10^–6 м.

503. В некоторую точку пространства проходят лучи от когерентных источников, длина волны которых λ=0,5 мкм, с оптической разностью хода Δ=0,5 мм. Что будет наблюдаться в этой тоске — усиление или ослабление света?

504. Определить радиус второго темного кольца Ньютона в отраженном свете, если прибор, состоящий из плосковыпуклой линзы с радиусом кривизны R =8 м и плоской пластины освещался монохроматическим светом с длиной волны λ=640 нм.

505. На пути пучка света поставлена стеклянная пластинка толщиной d =1 мм так, что угол падения луча i₁=30°. На сколько изменится оптическая длина пути свободного пучка?

506. На мыльную пленку с показателем преломления n =1,33 падает по нормали монохроматический свет с длиной волны λ=0,6 мкм. Отраженный свет в результате интерференции имеет наибольшую яркость. Какова наименьшая возможная толщина d_min пленки?

507. Радиус второго темного кольца Ньютона в отраженном свете r₂=0,1 мм. Определить радиус кривизны R плосковыпуклой линзы, взятой из опыта, если она освещается светом с длиной волны κ=0,64 мкм.

508. На толстую стеклянную пластинку, покрытую пленкой, коэффициент преломления вещества которой равенn=1,4, падает нормально параллельный пучок лучей монохроматического света (λ=0,6 мкм). Отраженный свет максимально ослаблен вследствие интерференции. Определить минимальную толщину пленки.

509. Расстояние между щелями в опыте Юнга d =1 мм, расстояние от щелей до экрана l =3 м, расстояние между двумя соседними максимумами на экране b =1,5 мм. Определить длину волны источника монохроматического света.

510. Пучок параллельных лучей (λ=0,6 мкм) падает под углом I=30° на мыльную пленку с показателем преломления n=1,3. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут максимально ослаблены интерференцией? Максимально усилены?

511. На дифракционную решетку в направлении нормали к ее поверхности падает монохроматический свет. Период решетки d =2мкм. Определить наибольший порядок максимума, который дает эта решетка в случае красного (λ=0,7 мкм) и в случае фиолетового (λ=0,41 мкм) света.

512. На пластину с щелью, ширина которой d =0,05 мм, падает нормально монохроматический свет с длиной волны λ=0,7 мкм. Определить угол φ отклонения лучей, соответствующий первому дифракционному максимуму.

513. Дифракционная решетка, освещенная нормально падающим монохроматическим светом, отклоняет спектр третьего порядка на угол φ₃=30°. На какой угол отклоняет она спектр четвертого порядка?

514. Постоянная дифракционной решетки в n =4 раза больше длины волны монохроматического света, нормально падающего на ее поверхность. Определить угол α между двумя первыми симметричными дифракционными максимумами.

515. Расстояние между штрихами дифракционной решетки d =4 мкм. На решетку падает нормально свет с длиной волны λ=0,58 мкм. Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка?

516. На поверхность дифракционной решетки нормально к ее поверхности падает монохроматический свет. Постоянная дифракционной решетки в n =4,6 раза больше длины световой волны. Найти общее число M дифракционных максимумов, которые теоретически можно наблюдать в данном случае.

517. На дифракционную решетку падает нормально параллельный пучок белого света. Спектры третьего и четвертого порядков частично накладываются друг на друга. На какую длину волны в спектре четвертого порядка накладывается граница (λ=780 нм) спектра третьего порядка?

518. На непрозрачную пластинку с узкой щелью падает нормально плоская монохроматическая световая волна (λ=600 нм). Угол отклонения лучей, соответствующих второму дифракционному максимуму, φ=20°. Определить ширину щели.

519. Чему должна быть равна ширина дифракционной решетки с периодом 20 мкм, чтобы в спектре первого порядка был разрешен дублет λ₁=404,4 нм и λ₂=404,7 нм?

520. Какую разность длин волн может разрешить дифракционная решетка, шириной 2 см и периодом 5 мкм в области красных лучей (λ=0,7 мкм) в спектре второго порядка?

521. Определить степень поляризации светового луча, если известно, что минимальная интенсивность света, соответствующего двум взаимно перпендикулярным направлениям световых колебаний в луче, составляет 25 % от максимальной интенсивности.

522. Угол падения i₁ луча на поверхность стекла равен 60°. При этом отраженный пучок света оказался максимально поляризованным. Определить угол r преломления луча.

523. Угол преломления луча в жидкости r =35°. Определить показатель преломления n жидкости, если известно, что отраженный пучок света максимально поляризован.

524. Пучок света, идущий в стеклянном сосуде с глицерином, отражается от дна сосуда. При каком угле падения отраженный пучок света максимально поляризован?

525. Угол α между плоскостями пропускания поляроидов равен 50°. Естественный свет, проходя через такую систему ослабляется в n =4 раза. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент поглощения k света в поляроидах.

526. На сколько процентов уменьшается интенсивность света после прохождения чарез призму Николя, если потери света составляют 10 %?

527. Пучок света последовательно проходит через два николя, плоскости пропускания которых образуют между собой угол φ=40°. Принимая коэффициент поглощения каждого николя равным 0,15, найти, во сколько раз пучок света, выходящий из второго николя, ослаблен по сравнению с пучком, падающим на первый николь.

528. Пластинку кварца толщиной d =2 мм поместили между параллельными николями, в результате чего плоскость поляризации монохроматического света повернулась на угол φ=53°. Какой наименьшей толщины d_min следует взять пластинку, чтобы поле зрения поляриметра стало совершенно темным?

529. Параллельный пучок света переходит из глицерина в стекло так, что пучок, отраженный от границы раздела этих сред, оказывается максимально поляризованным. Определить угол γ между падающим и преломленным пучками.

530. Кварцевую пластинку поместили между скрещенными николями. При какой наименьшей толщине d_min кварцевой пластины поле зрения между николями будет максимально просветлено? Постоянная вращения α кварца равна 27 град/мм.

531. Красная граница фотоэффекта для рубидия равна λ₀=810 нм. Определить работу выхода электрона из рубидия.

532. Будет ли иметь место фотоэффект, если на серебро направить ультрафиолетовые лучи с длиной волны λ=300 нм? Работа выхода для серебра 7,5×10^–19 Дж.

533. На слой калия в фотоэлементе падают ультрафиолетовые лучи с длиной волны λ=240 нм. Чтобы прекратить эмиссию электронов, нужна задерживающая разность потенциалов не менее 3 В. Определить работу выхода в электрон-вольтах.

534. Определить кинетическую энергию электронов, вылетевших из цинка при освещении его лучами с длиной волны λ=220 нм.

535. Красная граница фотоэффекта для цезия равна λ₀=620 нм. Определить кинетическую энергию и скорость фотоэлектронов при освещении цезия монохроматическим светом с длиной волны λ=0,505 мкм.

536. Какова доля энергии фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта равна λ₀=600 нм и кинетическая энергия фотоэлектрона равна 3 эВ?

537. На пластинку падает монохроматический свет (λ=0,42 мкм). Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,95 В. Определить работу выхода электронов с поверхности пластины.

538. На цинковую пластину падает пучок ультрафиолетового излучения (λ=0,2 мкм). Определить максимальную кинетическую энергию и максимальную скорость фотоэлкетронов.

539. Работа выхода электрона из цезия равна 1,8 эВ. Какова максимальная длина волны света, который способен выбить и металла (цезия) электрон с кинетической энергией 2 эВ?

540. Определить энергию фотонов, вызвавших фотоэффект, если максимальная энергия электронов, испускаемых из цезия, равна 20эВ, а работа выхода электронов из цезия составляет 1,8 эВ.

541. Фотон (λ=0,01 нм) при соударении со свободным электроном испытал комптоновское рассеяние под углом θ=60°. Какая длина волны соответствует фотону, получившемуся после рассеяния?

542. Определить максимальное изменение длины волны при комптоновском рассеянии света на свободных электронах.

543. Фотон с энергией ε=1,02 МэВ в результате эффекта Комптона был рассеян на θ=180°. Определить энергию рассеянного фотона. Ответ дать в МэВ.

544. Фотон с энергией ε=0,51 МэВ в результате эффекта Комптона был рассеян назад (на угол θ=180°). Определить импульс рассеянного фотона

545. Фотон, рассеянный в результате эффекта Комптона на угол θ=60°, имеет энергию ε=0,51 МэВ. Определить, сколько процентов энергии передал фотон электрону.

546. Определить угол θ рассеяния фотона, испытавшего соударение со свободным электроном, если изменение длины волны при рассеянии Δλ=3,63 нм.

547. Фотон с энергией ε₁, равной энергии покоя электрона ( ), рассеялся на свободном электроне на угол θ=120°. Определить энергию ε рассеянного фотона и кинетическую энергию E_к электрона отдачи (в единицах ).

548. Фотон с энергией ε=10⁵ эВ, испытывает комптоновское рассеяние на угол θ=90°. Найти энергию фотона после рассеяния.

549. Фотон с энергией ε=10⁵ эВ, испытывает комптоновское рассеяние на угол θ=90° на электроне. Найти кинетическую энергию электрона после рассеяния.

550. Длина волны рентгеновского излучения, падающего на вещество со свободными электронами, равна λ=3×10^–12 м. Какую энергию приобретает комптоновский электрон отдачи при рассеянии фотона под углом θ=60°?

551. Параллельный пучок монохроматического света с длиной волны λ=0,663 мкм падает на зачерненную поверхность и производит на нее давление p =0,3 мкПа. Определить концентрацию n фотонов в световом пучке.

552. На черную поверхность площадью S =4 см² падает лучистый поток Φ_э=0,6 Вт. Определить световое давление и силу светового давления на эту поверхность.

553. Монохроматический параллельный пучок света (λ=0,662 мкм) нормально падает на зачерненную поверхность. Определить количество фотонов, ежесекундно поглощаемых 1 см² поверхности, если давление света на поверхность p =0,1 Па.

554. Определить энергетическую освещенность (облученность) зеркальной поверхности, если давление, производимое излучением, p =40 мкПа. Излучение падает нормально к поверхности.

555. Давление света с длиной волны λ=400 нм, падающего нормально на черную поверхность, равно 2 нПа. Определить число фотонов, падающих за t =10 с на площадь S =1мм² этой поверхности.

556. Определить коэффициент отражения r поверхности, если при энергетической освещенности E _е =120 Вт/м² давление p света на нее оказалось равным 0,5 мкПа.

557. Давление света, производимое на зеркальную поверхность, p =4 мПа. Определить концентрацию n ₀ фотонов вблизи поверхности, если длина волны света, падающего на поверхность, l=0,5 мкм.

558. Свет с длиной волны l=600 нм нормально падает на зеркальную поверхность и производит на нее давление p =4 мПа. Определить число N фотонов, падающих за время t =10 с на площадь S =1 мм² этой поверхности.

559. На зеркальную поверхность площадью S =6 см² падает нормально поток излучения ---=0,8 Вт. Определить давление p и силу F света на поверхность.

560. Точечный источник монохроматического (λ=1 нм) излучения находится в центре сферической зачерненной колбы радиусом R =10 см. Определить световое давление p, производимое на внутреннюю поверхность колбы, если мощность источника P =1 кВт.

24,1,2,23,22,3,4,21,20,5,6,19

18,7,8,17,16,9,10,15,14,11,12,13

Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 153; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!