66834

ХВИЛЬОВА І КВАНТОВА ОПТИКА, ФІЗИКА АТОМА, ОСНОВИ КВАНТОВОЇ МЕХАНІКИ, ФІЗИКА АТОМНОГО ЯДРА

Контрольная

Физика

Матеріал розділів поділено на параграфи. На початку кожного з них подано короткий перелік формул і законів, які стосуються розв'язування задач певної теми. Ці формули дозволяють студентові скласти уявлення про обсяг теоретичного матеріалу, який необхідно опрацювати...

Украинкский

2014-08-27

351.5 KB

40 чел.

ХВИЛЬОВА І КВАНТОВА ОПТИКА,

ФІЗИКА АТОМА, ОСНОВИ КВАНТОВОЇ МЕХАНІКИ,

ФІЗИКА АТОМНОГО ЯДРА

КОНТРОЛЬНІ РОБОТИ  № 5  і  № 6

 

ПЕРЕДМОВА

Методичні вказівки мають на меті допомогти студентам у розв'язуванні задач з фізики, розділи “Хвильова і квантова оптика”, “Фізика атома”, “Основи квантової механіки”, “Фізика атомного ядра”, зокрема студентам заочної форми навчання у виконанні контрольних робіт № 5 і

№ 6, які охоплюють теоретичний матеріал перелічених розділів фізики.

Змістом контрольних робіт є розв'язування певної кількості відповідних задач. Вміння розв'язувати задачі є одним з головних критеріїв оволодіння фізикою. І саме розв'язування задач викликає найбільші труднощі у студентів. Крім знання теорії, головним, що сприяє успіхові у розв'язуванні задач, є оволодіння спеціальними методами і прийомами для розв'язування певних груп задач. На цьому і зосереджено увагу в даному посібнику.

Матеріал розділів поділено на параграфи. На початку кожного з них подано короткий перелік формул і законів, які стосуються розв'язування задач певної теми. Ці формули дозволяють студентові скласти уявлення про обсяг теоретичного матеріалу, який необхідно опрацювати, і можуть слугувати формальним апаратом для розв'язування задач. Далі наведено приклади розв'язування задач, в яких показано застосування фізичних законів і викладено методи і прийоми розв'язання.

Для студентів заочної форми навчання подано таблиці варіантів контрольних робіт та список підручників з переліком відповідних розділів, які потрібно опрацювати для виконання відповідної контрольної роботи, та задачі для самостійного розв'язування.

Методичні вказівки також можуть бути використані студентами стаціонару і викладачами.


V. ОПТИКА

§ 1. Хвильова оптика

Основні формули

а) Інтерференція

Швидкість світла в середовищі:

v = c/n,                  (5.1)

де с –  швидкість світла  у  вакуумі;  n  –  показник  заломлення середовища.

Оптична довжина шляху світлової хвилі в середовищі з показником заломлення  n:

L = n l,            (5.2)

де  l – геометрична довжина шляху світлової хвилі в середовищі.  

Оптична різниця ходу двох світлових хвиль:

= L1L2 .            (5.3)

Залежність різниці фаз від оптичної різниці ходу світлових хвиль:

 = 2(/),            (5.4)

де  – довжина світлової хвилі.

Умова максимального підсилення світла при інтерференції:

= k          (k = 0, 1, 2, ...).                            (5.5)

Умова максимального ослаблення світла:

  =  (2k + 1)/2    (k = 0, 1, 2, ...).                        (5.6)

Відстань між інтерференційними смугами на екрані, що розміщений паралельно двом когерентним джерелам світла:

х = ,                  (5.7)

де L – відстань від екрану до джерел світла, відстань між якими d (при цьому L  d), – довжина хвилі.

Оптична різниця ходу світлових хвиль, яка виникає при відбитті монохроматичного світла від тонкої плівки:

,                   (5.8)

або

,                              (5.9)

де  d – товщина плівки;  n – показник заломлення плівки; і – кут падіння; r – кут заломлення світла в плівці.

Радіус світлих кілець Ньютона у відбитому світлі:

                  ( k = 1, 2, 3, ...),               (5.10)

де k – номер кільця, R – радіус кривини лінзи.

Радіус темних кілець у відбитому світлі:

.                        (5.11)

У прохідному світлі (5.10) є умовою утворення темного кільця, а умова (5.11) – світлого кільця.

б) Дифракція

Радіус зон Френеля для сферичної хвильової поверхні світлової хвилі, що випромінюється точковим джерелом:

,                     (5.12)

де rk – радіус k-ї зони (k = 1,2,3, ...); R – радіус хвильової поверхні; b – відстань від вершини хвильової поверхні до точки спостереження.

Для плоского фронту хвилі радіус k-ї зони Френеля обчислюється за формулою:

(5.13)

Коливання, що доходять в точку спостереження від сусідніх зон, протилежні за фазою, тобто компенсують одне одного.

Кут  відхилення променів, що відповідає мінімуму (темна смуга) при дифракції світла:

(k = 1,2,3, ...)                         (5.14)

Кут відхилення променів, що відповідають максимуму (світла смуга) при дифракції на одній щілині, визначається співвідношенням:

a sіn = (2k + 1)/2     (k = 0, 1, 2, ...)             (5.15)

При нормальному падінні світла на дифракційну решітку положення головних максимумів визначається кутами , відрахованими від нормалі до площини решітки, які задовольняють умові:

d sіn =  k           (k = 0, 1, 2, 3, ...)         (5.16)

де  d – стала дифракційної решітки.

Роздільна здатність дифракційної решітки:

R = / = kN,                 (5.17)

де  – найменша різниця довжин хвиль двох близьких спектральних ліній, при яких вони ще розділяються приладом, k – порядковий номер  максимумів  спектра,  N  число  штрихів решітки.

Формула Вульфа-Бреггів:

2d sіn   = k       (k = 1, 2, 3, ...)               (5.18)

тут – кут ковзання (кут між напрямком паралельного пучка рентгенівського випромінювання, яке падає на кристал, і атомною площиною в кристалі); d – відстань між атомними площинами кристалу.

в) Поляризація

Закон Брюстера:

tg і = n ,                    (5.19)

де і – кут падіння, при якому відбитий від діелектрика промінь повністю  поляризований,  n  –  відносний показник заломлення другого середовища відносно першого.

Закон Малюса:

І = І0 соs2  ,                  (5.20)

де І0 – інтенсивність плоскополяризованого світла, що падає на аналізатор, – кут між головними площинами поляризатора і аналізатора.

Кут повороту площини поляризації монохроматичного світла при проходженні через оптично активну речовину визначається співвідношенням:

а) у твердих тілах

= d,            (5.21)

де    постійна обертання;  d – довжина шляху, пройденого  світлом в оптично активній речовині;

б) в розчинах

 = [ ] С d,               (5.22)

де [ ] – питоме обертання; С – масова концентрація оптично активної речовини в розчині.

Приклади розв’язування задач

Задача 1.  Від двох когерентних джерел S1 і S2 (  =  0,8 мкм) промені падають на екран. На екрані спостерігається інтерференційна картина. Коли на шляху одного з  променів  перпендикулярно  до нього помістили мильну плівку (n = 1,33), інтерференційна картина змінилась на протилежну. При  якій  найменшій товщині плівки це можливо? 

Дано:                                                                                                                           

=0,8 мкм                                                                                                                                                                                                                                      

n =1,33                                                                                                                                            

––––––––––                                                                                                                                                                                                                            

dmіn?

                  Розв'язання

Зміна інтерференційної картини на протилежну означає, що на тих ділянках екрану, де спостерігались інтерференційні максимуми стали спостерігатись інтерференційні мінімуми. Такий зсув інтерференційної картини можливий при зміні оптичної різниці ходу пучків світлових хвиль на непарне число половин довжин хвиль, тобто:

21  = (2k + 1)/2,                               (1)

де 1 – оптична різниця ходу пучків світлових хвиль після внесення плівки 2 – оптична різниця ходу тих же пучків до внесення плівки; k = 0, 1, 2, 3, ...

  Найменша товщина плівки dmіn і, отже, найменша різниця ходу, яку вона вносить змінюючи інтерференційну картину на протилежну, відповідає k = 0. При цьому формула (1) набуде вигляду

21  = /2.                                (2)

Запишемо вирази для оптичних різниць ходу 1  і 2. З малюнка видно, що

1 = l1l2 ,

2 = [(l1dmіn) + ndmіn] – l2 = (l1l2 ) + dmіn (n–1). 

Підставивши співвідношення для 1 і 2  у формулу (2), отримаємо:

dmіn(n–1) =   або  dmіn =  .

Обчислимо:

dmіn   = мкм = 1,21 мкм.

Задача 2.  Знайти показник заломлення рідини, що заповнює простір між скляною пластинкою і плоскоопуклою лінзою, що лежить на ній, якщо при спостереженні у відбитому світлі ( = 0,6 мкм) радіус сьомого кільця

Дано:

= 0,6 мкм

r7 = 1,5 мм

R = 1,5м                                                                                    

–––––––––––

n–?

Ньютона r7 дорівнює 1,5 мм. Радіус кривини лінзи R = 1,5 м. Показник заломлення  рідини  менший  від  показника заломлення скла.

Розв'язання

Місце дотику лінзи і скляної пластинки у відбитому світлі буде темним, оскільки проміжок в цій точці d << і промені відбиті від прилеглої до пластинки поверхні лінзи і від самої пластинки, мають різницю фаз (при відбиванні від більш густого середовища (пластинки) фаза хвилі змінюється на  ).

Отже, перше кільце (k = 1) світле, друге – темне і т.д.

В задачі йдеться про світле кільце. Його порядковий номер зі спостереження світлих кілець – четвертий.

Припустимо, що його радіус відповідає АС (див. малюнок). Промені, відбиті від лінзи і пластинки в точках В і С, мають різницю ходу  2[ВС]. Згідно з умовою інтерференційного максимуму,

 = k.     (1)

В даному випадку

= 2[ВС]n + /2,     (2)

оскільки при відбиванні в точці С фаза змінюється на (хвиля затримується на  /2).

З прямокутного трикутника ОВО  знайдемо ([ВС] = [АО1]):

(R – AO1)2  + [O1B]2 = R

R2 – 2R [AO1] + [AO1]2+ [O B]2 = R2 або

[O B]2  – 2R [AO1] + [AO1]2  = 0.

Врахуємо, що [О1В] = [АС] = rk , а [АО1]2 – величина другого порядку малості і її значенням знехтуємо. Тому, враховуючи формули (1) і (2), одержимо:

      або        

звідки

.                                             (3)

Обчислимо:

Задача 3. На тонкий скляний клин перпендикулярно до його грані падає паралельний пучок променів з довжиною хвилі  l = 600 нм. Відстань між двома сусідніми темними інтерференційними смугами у відбитому світлі b = 0,4 мм. Визначити кут    між поверхнями клину. Показник заломлення скла клину  n = 1,5.

Дано:

  = 60010–9м

b = 0,4 мм

n = 1,5

––––––––––––

  ?

Розв'язання

Промені 1 і 1', інтерферуючи, утворюють поблизу поверхні інтерференційні смуги, паралельні ребру клина. Нехай АС = b – відстань між двома сусідніми інтерференційними смугами. Оптичну різницю ходу променів 1 і 1', 2 і 2' можна визначити, використовуючи вирази для різниці ходу в плоскопаралельній пластинці. Для товщин dk і dk+1, що відповідають точкам А і С на малюнку, маємо:

1  = 2dk n cos і  – /2 ,

2 = 2dk+1 n cos і  – /2 .   (1)

Оскільки кут падіння  і = 0 , соs і = 1, то

1= 2dkn/2 ;    2 = 2dk+1n – /2 .   (2)

Для темних смуг (інтерференційний мінімум):

= (2k + 1) /2 ,    (3)

де  k = 1,2, ...

Тому з (2) і (3) одержимо

1  = 2dkn  /2 = (2k + 1)l/2 ;       (4)

2  = 2dk+1n  /2 = [2(k+1)+1]l/2 .              (5)

Віднявши від рівняння (5) рівняння (4), одержимо:

2n(dk+1 – dk ) =           

або

dk+1 – dk  = CF = /(2n).         (6)

З трикутника AFC

sіn    = .

Обчислимо:

Задача 4. Між точковим джерелом світла ( = 0,5 мкм) і екраном розміщена діафрагма з круглим отвором радіусом r = 1мм. Відстань від діафрагми до джерела і екрана дорівнюють відповідно R = 1,0 м і b = 2,0 м.  Як  зміниться  освітленість  в  точці екрану, що лежить напроти отвору, якщо діафрагму забрати ?

Дано:

 = 0,5 мкм

r = 1мм

R = 1,0 м

B = 2,0 м

N –?

Розв'язання

В результаті дифракції світла на краях отвору діафрагми і інтерференції вторинних хвиль на екрані виникає дифракційна картина центральна пляма та світлі і темні кільцеві зони, які чергуються. При цьому в точці О, яка є центром картини, пляма буде світлою або темною в залежності від числа зон Френеля, які укладаються в частині поверхні хвильового фронту, обмеженою краями отвору. Парному числу зон відповідає темна пляма, оскільки дія двох  сусідніх зон в точці  О  взаємно компенсується, непарному світла. Знайдемо це число.

Радіуси зон Френеля для сферичної поверхні світлової хвилі, що випромінюється точковим джерелом, обчислюється за формулою:

.

Покладаючи в формулі величину rk рівною радіусу отвору в діафрагмі, обчисливши, одержимо:

.

Оскільки k – непарне, дія однієї зони буде нескомпенсованою, тому в точці О пляма буде світлою. Щоб відповісти на запитання задачі,  врахуємо,  що  хвильовий  фронт   відкритий   частково і коливання, що приходять від будь-яких двох сусідніх зон, гасять одне одного, оскільки вони протилежні за фазою, тому все явище обумовлене тільки дією однієї зони Френеля – першої.

Якщо хвильовий фронт відкрити повністю, його дія рівна половині дії першої зони Френеля. Отже, видалення діафрагми приведе до зменшення амплітуди світлових коливань в точці  О  у два рази. Оскільки освітленість пропорційна квадрату амплітуди світлових коливань, вона зменшується в  n = 4  рази.

Задача 5. На щілину шириною d = 0,1 мм нормально падає паралельний пучок світла від монохроматичного джерела з довжиною хвилі = 0,6 мкм. Визначити ширину центрального максимуму в дифракційній картині, що проектується за допомогою лінзи, яка  знаходиться безпосередньо за щілиною,  на  екран,  віддалений  від  лінзи  на відстань L = 1 м.

Дано:

d = 0,1 мм  

l = 0,6 мкм  

L = 1 м

–––––––––– 

l – ?  

Розв'язання

Центральний максимум інтенсивності світла при дифракції на щілині розміщений між двома найближчими мінімумами інтенсивності (точки А і В). Тому ширина центрального максимуму інтенсивності дорівнює відстані між двома мінімумами (АВ = l).

Мінімуми інтенсивності світла при дифракції на щілині спостерігаються під кутом  , що задовольняє умові:

a sіn  =  k,                                                   (1)

де a – ширина щілини; k – порядковий номер мінімуму (в даному випадку  k = 1);  l – довжина хвилі.

Згідно з малюнком, відстань між двома мінімумами на екрані:

l = 2L tg ,                                            (2)

де  L – відстань між лінзою і екраном.

При малих кутах sіn   tg і формула (2) набуде вигляду:

l = 2L sіn .                                               (3)

Підставивши в формулу (3) значення  sіn  з (1) одержимо:

.                                               (4)

Підставивши числові дані в формулу (4), одержимо
l = 12 cм .

Задача 6. На грань кристалу кухонної солі падає паралельний пучок рентгенівського випромінювання з довжиною хвилі  = 147 пм. Визначити відстань між атомними площинами кристалу, якщо дифракційний максимум другого порядку спостерігається, коли випромінювання падає під кутом  = 31 30' до поверхні кристалу.

Дано:

= 147 пм = 1,4710–10 м  

 = 31 30'

k = 2  

––––––––––––––––– 

           d – ?

Розв'язання

Умова дифракційних максимумів рентгенівських променів описується формулою  Вульфа – Бреггів:

2d sіn = k ,           (1)

де d – міжплощинна відстань; k – порядок спектру; – довжина хвилі.

Звідси       

                                          (2)

Підставивши числові дані, одержимо

                   d =  2,810–10м = 2,8 А.

Задача 7. Пучок природного світла падає на поліровану поверхню скляної пластини, зануреної у рідину. Відбитий від пластини пучок світла складає кут 97 з падаючим пучком. Визначити показник заломлення рідини, якщо відбите світло повністю поляризоване.

Дано:

= 97

      –––––––––

n – ?

Розв'язання

Згідно із законом Брюстера світло, відбите від діелектрика, повністю поляризоване за умови:

tg і = n,                            (1)

де і – кут падіння; n – відносний показник заломлення скла відносно рідини.

Відносний показник заломлення n21 пов'язаний з абсолютними показниками заломлення в цих середовищах співвідношенням:

,               (2)

де nск  і nрід  абсолютні показники заломлення  скла і рідини відповідно. Тоді

                                        (3)

Оскільки кут відбивання дорівнює куту падіння, то = 2і  і формула (3) набуде вигляду:

.

Звідси

               .

Підставивши числові дані, обчислимо:

                    n   = 1,33.

Задача 8. Осі двох поляроїдів розміщені під кутом = 60. Визначити, у скільки разів зменшиться інтенсивність світла при проходженні через один поляроїд і через обидва поляроїди. При проходженні кожного поляроїда втрати світла на відбивання і поглинання становлять  5% .

Дано:

= 60  

k = 5% = 0,05

–––––––––––

 

Розв'язання

На перший поляроїд падає природне світло інтенсивністю  І0. Поляроїд пропускає світло з коливаннями вектора напруженості електричного поля  Е, що відбуваються вздовж його осі І. Тому перший поляроїд пропустить половину падаючого на нього світла, з урахуванням втрат світла на відбивання і поглинання, інтенсивність світла, що вийшло з першого поляроїда,

,                                                (1)

де  k – коефіцієнт відбивання і поглинання світла в поляроїді.

Звідси зменшення інтенсивності світла, що вийшло з першого поляроїда,

.                            (2)

Пучок плоскополяризованого світла інтенсивністю  І1  падає на другий поляроїд, який теж пропустить світло з коливаннями вектора напруженості електричного поля, що проходять вздовж осі ІІ. Інтенсивність світла, що вийшло з другого поляроїда, визначається за законом Малюса.

З урахуванням поглинання і відбивання

І2 = І1 (1– k) cos2  ;

і, врахувавши значення І1,

,                                       (3)

звідки зміна інтенсивності світла, що пройшло через два поляроїди,

.                                                  (4)

Підставивши дані у формули (2) і (4), обчислимо шукані величини:

              ;      .                                         

Задача 9.  Пластина кварцу товщиною d = 1 мм, вирізана перпендикулярно до оптичної осі кристалу, обертає площину поляризації монохроматичного світла певної довжини хвилі на кут  = 20. Визначити, якою повинна бути товщина кварцової пластини, поміщеної між паралельними ніколями, щоб світло було повністю погашеним.

Дано:

d = 1мм

 = 20 

–––––––

d2 –?

Розв'язання

Кут повороту площини поляризації  кварцової пластинки визначається співвідношенням

                      = d,                                      (1)

де   – постійна обертання;  d – довжина шляху  світла  в оптично активній речовині.

Отже, шукана товщина пластинки з кварцу

,                 (2)

де  2 – кут повороту площини поляризації, при якому світло буде повністю поглинуте.

Враховуючи закон Малюса,

І  = І0 соs 2 ,

інтенсивність світла, що пройшло через аналізатор, буде рівною нулю при    = 90.

Постійну обертання для кварцу знайдемо за відомими d1 і  :

        .                                                (3)

Підставивши значення (3) в (2), одержимо:

  .

Підставивши задані значення величин, обчислимо: мм .

§ 2. Квантова оптика

Основні формули

a) Теплове випромінювання

Енергетична світність тіла Re вимірюється потоком енергії, що випромінюється за одиницю часу з одиниці площі:

,                                          (5.23)

де W – сумарна енергія випромінювання при всіх довжинах хвиль, що випромінюється площею тіла  S  за час  t.

Енергетична світність абсолютно чорного тіла (коефіцієнт поглинання a = 1) визначається за законом Стефана-Больцмана:

Re = T 4 ,                                     (5.24)

де   = 5,6710–8 Вт/(м–2 К4 ) – постійна Стефана-Больцмана, Т – термодинамічна температура.

Закон Стефана-Больцмана для будь-якого тіла  (a 1):

R  = a  T 4.             (5.25)

Закон зміщення Віна:

              (5.26)

де  max – довжина хвилі, на яку припадає максимум спектральної густини енергетичної світності, b1 – постійна першого закону Віна 

(b1 = 2,910–3 мК).

б) Квантові властивості світла. Фотоефект. Ефект Комптона

       Енергія фотона:

= h;                                                (5.27)

маса:

;                (5.28)

імпульс:

;                (5.29)

де  h – постійна Планка,    частота світла;  с – швидкість світла у вакуумі.

Формула Ейнштейна для фотоефекту:

,                 (5.30)

де h  – енергія фотона, що падає на поверхню металу;  А – робота виходу електрона з металу;    кінетична енергія фотоелектрона;  m – маса електрона.

Червона границя фотоефекту:

,                    (5.31)

де  0   –  мінімальна  частота  світла,  при  якій  ще  можливий фотоефект.

Формула Комптона:

,                 (5.32)

де  = '–; ' і   – довжини хвилі  відповідно  розсіяного  і падаючого фотона; – кут розсіяння,  тобто  кут  між  напрямками падаючого і розсіяного фотонів, m0  – маса спокою електрона.

Комптонівська довжина хвилі:

с= h/(m0 с) = 2,436 пм.                       (5.33)

Тиск світла, що падає нормально на поверхню з коефіцієнтом відбивання  :

,                     (5.34)

де І = nh –  інтенсивність  падаючого  світла,  яка  вимірюється світловою енергією, що падає  на  одиничну  поверхню  за  одиницю часу; n – число фотонів.

Приклади розв’язування задач

Задача 10. Електрична піч споживає потужність N = 500 Вт. Температура її внутрішньої поверхні при відкритому невеликому отворі  діаметром  d =  5,0  см  дорівнює  t = 700 С. Яка частина потужності, що споживається, розсіюється стінками?

Дано:

N = 500 Вт  

d = 5,0 см

Т = 973 К

––––––––––

n – ?

Розв'язання

В режимі випромінювання, що встановився, вся електрична енергія, яка споживається за одиницю часу (тобто потужність) випромінюється назовні отвором і стінками:

                        N = Фе + Фе  ,        (1)

де  Фе   і Фе  – енергія, що випромінюється за одиницю часу отвором і стінками.

В задачі необхідно знайти відношення  n =  Фе / N.

З урахуванням виразу (1) для n можна записати:

.                                 (2)

Розглядаючи випромінювання печі через невеликий отвір в ній як випромінювання абсолютно чорного тіла, за законом Стефана-Больцмана визначаємо

     .                             (3)

З урахуванням формул (2) і (3) одержимо

            .                              (4)

Підставимо в формулу (4) числові значення величин в СІ:

N = 500 Вт, d = 0,05 м, Т = 973 К, = 5,6710–8 Вт/(м2 К4), знайдемо  

n = 0,8.

Задача 11.  Максимум випромінювальної здатності сонячної поверхні припадає на довжину хвилі   = 482 нм. Визначити: 1) температуру сонячної поверхні; інтегральну потужність випромінювання Сонця.

 

Дано:

 = 482 нм

–––––––––

Т – ? N – ?

Розв'язання

Сонце вважається абсолютно чорним тілом. Тому для визначення температури поверхні Сонця скористаємося законом Віна:

,

де Т – температура в градусах Кельвіна; b1 – постійна першого закону Віна; – довжина хвилі, що відповідає максимуму випромінювальної здатності.

Підставивши числові значення, одержимо

                                           T = 6000 К.

Повна або інтегральна потужність випромінювання Сонячної поверхні, яка припадає на всі довжини хвиль, N = ReS ,  де  Re інтенсивність  випромінювання  одиниці  площі  абсолютно  чорного тіла, яка визначається за законом Стефана-Больцмана; Re = T4;  S – площа поверхні Сонця. Отже, потужність випромінювання Сонця

N = T 4  4r 2.

Підставивши числові значення, одержимо

N = 43,14(6,95108)2 5,6710–8(6000)4  = 4,51026 Вт.

Задача 12. Яку енергію потрібно підводити до зачорненої металевої кульки радіуса 2,82 см протягом 1 хв., щоб підтримувати її температуру в 35С, якщо температура навколишнього середовища  27С?

Дано:

r = 2,82 см =2,8210–2 м

 t = 35 С = 308 К

t = 27 С = 300 К

= 1 хв. = 60 с

–––––––––––––––––––

W – ?

               Розв'язання 

Енергія, що випромінюється за одиницю часу з одиниці площі (енергетична світність Rе) абсолютно чорного тіла визначається за законом Стефана-Больцмана:

Rе  = T 4,         (1)

де – постійна  Стефана-Больцмана,  Т  –  абсолютна  температура тіла.

Тоді за час кулька площею  S = 4 r 2  випромінює енергію

W1  = Rе S  = T 4  4 r 2  ,                           (2)

де T – абсолютна температура кульки; r – радіус кульки.

Одночасно з випромінюванням кулька поглинає енергію з навколишнього середовища. Враховуючи, що кулька поглинає її як абсолютно чорне тіло, енергію, яка поглинається, визначимо за формулою, аналогічною  (2):

W2 = 4 r 2  T24 .                         (3)

де T2 – абсолютна температура середовища.

Енергія, яку необхідно підводити до кульки для підтримки її температури, дорівнює різниці між енергіями, що випромінюється і поглинається:

W = W1W2  = 4 r 2  ( T14T24 ).                 (4)

Підставивши числові дані в формулу (4), одержимо

W = 10,8 Дж.

Задача 13. Знайти частоту світла, що вириває з поверхні металу електрони, які повністю затримуються зворотньою напругою 3 В. Фотоефект у цього металу розпочинається при частоті падаючого світла  0 = 61014 с–1. Визначити роботу виходу електрона з металу.

Дано:

U = 3 В

0 = 61014 с–1

–––––––––––––––––– 

А–?   – ?

 Розв'язання  

Оскільки фотоефект розпочинається при частоті 0,   вона визначає роботу виходу електрона:

     A = h0 .                            (1)

Фотоефект описується рівнянням Ейнштейна:

,                               (2)

де  h – енергія падаючого  фотона;    –  кінетична  енергія електронів, які вириваються.

Щоб затримати електрони, які вилітають, необхідно прикласти затримуюче електричне поле. При цьому

еU =  ,                                      (3)

де  е – заряд електрона; U – затримуюча напруга.

Підставимо у (2) значення роботи виходу електрона з формули (1), кінетичної енергії з формули (3):

h = h0 + еU .

Звідси

.                                      (4)

Підставивши числові дані в формули (1) і (4), обчислимо роботу виходу і частоту:

А = 3,9710–19Дж;    = 1,321015 с.

Задача 14.  В результаті ефекту Комптона фотон був розсіяний на кут 90. Обчислити енергію електрона віддачі, якщо енергія фотона до розсіяння була рівною  W = 1,85 МеВ.

Дано:

W = 1,85 МеВ  = 90

––––––––––––

W – ?

 Розв'язання

    Згідно із законом збереження енергії при комптонівському розсіянні енергія електрона віддачі дорівнює зміні енергії фотона, взятій зі зворотнім знаком:

W = –W = W2W1 ,                          (1)

де W 1 = h1  і  W2 = h2 – енергії відповідно падаючого і розсіяного фотонів.

Зміна довжини хвилі при комптонівському розсіянні:

,               (2)

де h – постійна Планка; m0 – маса спокою електрона; с – швидкість світла;   – кут розсіяння фотона.

Виразимо зміну довжини хвилі  через зміну частоти  = 2 1:

,                    (3)

де 2 і 1  – частоти відповідно падаючого і розсіяного фотонів.

Оскільки за умовою  ,  із  (2)  і  (3) одержимо:

            (4)

або

.                       (5)

Енергія спокою електрона W = m0с2 = 0,51 МеВ. Враховуючи це і розв'язавши разом рівняння (1) і (5), одержимо:

.

Підставивши числові значення, одержимо:  W = 1,45 МеВ.

Задача 15. Пучок паралельних променів монохроматичного світла з довжиною хвилі   = 662 нм падає нормально на дзеркальну плоску поверхню. Потік випромінювання  Ф = 0,6 Вт. Визначити силу тиску світла на цю поверхню.

Дано:

= 66210–9м

 Ф = 0,6 Вт

––––––––––––

     F  ?

 Розв'язання 

 Cила тиску світла на поверхню дорівнює добутку світлового тиску на площу поверхні:

F = pS .       (1)

Світловий тиск:

,                    (2)

де  І – інтенсивність світлового потоку,  c – швидкість  світла у вакуумі,   – коефіцієнт відбивання.

Інтенсивність світлового потоку І – це величина, чисельно рівна енергії, що падає на одиницю площі за одиницю часу. Добуток ІS – величина, чисельно рівна енергії, що падає на дану площу S за одиницю часу, тобто потік випромінювання Ф = ІS. Врахувавши це і помноживши обидві частини виразу (2) на S , одержимо:

                                         (3)

Підставивши числові значення, одержимо:

F = 410–9 Н.

КОНТРОЛЬНА РОБОТА № 5

ЛІТЕРАТУРА

для підготовки до виконання контрольної роботи № 5

1. Інтерференція світла

1. ч.1,  §§ 3.1-3.4; 2.§§ 31.1 - 31.5; 3. §§ 170 - 175; 5. т.2, §§ 119 -122.

2. Дифракція світла

1. ч.1,  §§ 4.1-4.4; 2. §§ 32.1 - 32.7;  3. §§ 176 - 183;  5. т.2, §§ 125 -131.

3. Поляризація світла

1. ч.1,  §§ 5.1-5.5, 5.9; 2. §§ 34.1 - 34.5;  3. §§ 190 - 196;  5. т.2, §§ 134 -141.

4. Теплове випромінювання

1. ч.1,  §§ 11.1-11.3; 2. §§ 35.1 - 35.3;  3. §§ 197 - 200;  4. р.5, § 1.4; 5. т.3, §§ 1 -7.

5. Квантові властивості світла. Тиск світла.

1. ч.1,  §§ 3.1-3.4; 2. § 36.4;  3. § 205.

6. Фотоефект

2. §§ 36.1 - 36.2;  3. §§ 202 - 204;  4. р.5, § 1.4; 5. § 9.

7. Ефект Комптона

2. § 36.5;  3. § 206;  4. р.5, § 1.4; 5. § 11.

1. І.М.Кучерук, І.Т.Горбачук. Загальний курс фізики, т.3. К.: Техніка, 1999.

2. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский.  Курс  физики.  М: Высшая  школа,

1989.

3. Т.И.Трофимова. Курс физики. М: Высшая школа, 1990.

4. І.Г.Богацька, Д.Б.Головко, Маляренко, Ю.Л.Ментковський. Загальні основи фізики, кн.2. К.: Либідь, 1998.

5. И.В.Савельев. Курс общей физики. М: Наука, 1987.

ТАБЛИЦЯ ВАРІАНТІВ ДО КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ № 5

(Номер варіанту відповідає останній цифрі номера залікової книжки)

Варіант

Номери задач

0

5.03

5.11

5.29

5.39

5.48

5.56

5.67

5.78

1

5.04

5.13

5.20

5.38

5.41

5.58

5.69

5.70

2

5.02

5.18

5.27

5.34

5.46

5.52

5.63

5.73

3

5.01

5.14

5.22

5.31

5.43

5.54

5.65

5.71

4

5.00

5.15

5.25

5.35

5.45

5.51

5.62

5.72

5

5.07

5.10

5.21

5.30

5.42

5.59

5.64

5.74

6

5.05

5.12

5.24

5.33

5.47

5.50

5.61

5.75

7

5.06

5.16

5.23

5.36

5.44

5.57

5.68

5.76

8

5.09

5.17

5.26

5.32

5.49

5.53

5.60

5.79

9

5.08

5.19

5.28

5.37

5.40

5.55

5.66

5.77

ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РОЗВ’ЯЗУВАННЯ

5.00. Скільки довжин хвиль монохроматичного світла з частотою коливань = 51014 Гц укладеться на шляху довжиною  l = 1,2 мм 1) у вакуумі; 2) у склі?

5.01. Визначити довжину l1 відрізка, на якому укладається стільки ж довжин хвиль у вакуумі, скільки їх укладається на відрізку l2 = 3 мм у воді.

5.02. Шлях якої довжини l1 пройде фронт хвилі монохроматичного світла у вакуумі за той же час, за який він проходить шлях довжиною
l2=1 м у воді?

5.03. На шляху світлової хвилі, яка поширюється у повітрі, поставили скляну пластинку, товщиною h = 1 мм. На скільки зміниться оптична довжина шляху світла, якщо хвиля падає на пластинку: 1) нормально;
2) під кутом
і = 30 ?

5.04. На шляху монохроматичного світла з довжиною хвилі  = 0,6мкм
знаходиться плоскопаралельна скляна пластинка товщиною
d = 0,1 мм. На який кут слід повернути пластинку, щоб оптична довжина шляху змінилась на  l/2 ?

5.05. Визначити довжину хвилі випромінювання, якщо відповідні йому фотони володіють енергією    = 10–19 Дж.

5.06. Визначити масу фотона випромінювання з довжиною хвилі           = 280 нм.

5.07. Енергія фотона   = 10 Дж. Визначити імпульс фотона.

5.08. Яку довжину хвилі повинен мати фотон, щоб його маса була рівною масі електрона, який знаходиться у спокої?

5.09. Визначити енергію та імпульс фотона, довжина хвилі якого            = 500 нм.

5.10. У скільки разів у досліді Юнга потрібно змінити відстань до екрану, щоби 5-а світла смуга нової інтерференційної картини виявилась на тій же відстані від нульової, що і 3-я в попередній картині?

5.11. Відстань між щілинами в досліді Юнга d = 0,5 мм, довжина хвилі світла = 550 нм. Яка відстань від щілин до екрану, якщо відстань між сусідніми темними смугами на ньому дорівнює l = 1 мм?

5.12. У прозорій рідині з показником заломлення n проводиться дослід Юнга. Вивести співвідношення для відстані темної і світлої смуг від нульової смуги.

5.13. Відстань d між двома когерентними джерелами світла                   ( = 0,5 мкм) дорівнює 0,1 мм. Відстань b між інтерференційними смугами на екрані в середній частині інтерференційної картини дорівнює 1 см. Визначити відстань L від джерела до екрану.

5.14. В досліді Юнга відстань d між щілинами дорівнює 0,8 мм. На якій відстані l від щілин слід розмістити екран, щоб ширина b інтерференційної смуги виявилась рівною 2 мм ?

5.15. В досліді з дзеркалами Френеля відстань між уявними  зображеннями джерела світла d = 0,5 мм. Відстань до екрану L = 5 м. При освітленні зеленим світлом на екрані одержали інтерференційні смуги, розміщені на відстані l = 5 мм одна від одної. Знайти довжину хвилі зеленого світла.

5.16. На діафрагму з двома вузьким щілинами, що знаходяться на відстані d = 2,5 мм, падає нормально монохроматичне світло. Інтерференційна картина утворюється на екрані, віддаленому від діафрагми на відстань l = 100 см. Куди і на яку відстань змістяться інтерференційні смуги, якщо одну з щілин затулити скляною пластинкою товщиною   h = 1 мкм і показником заломлення n = 1,5 ?

5.17. В досліді Юнга спочатку використовується світло з довжиною хвилі 1 = 60 нм, а потім 2. Якою є довжина хвилі 2, якщо 7-ма світла смуга в першому випадку співпадає з 10-ю темною у другому ?

5.18. В досліді із дзеркалами Френеля відстань d між уявними зображеннями джерела світла дорівнює 0,5 мм, відстань L від них до екрану дорівнює 3 м. Довжина хвилі = 0.6 мкм. Визначити ширину b смуг інтерференції на екрані.

5.19. Відстань L від щілин до екрану в досліді Юнга дорівнює 1 м. Визначити відстань між щілинами, якщо на відрізку екрану довжиною         l = 1 см  укладається 10 темних інтерференційних смуг. Довжина хвилі        = 0,7 мкм.

5.20. Дві плоскопаралельні скляні пластинки прикладені так, що утворюють клин з кутом = 30. Простір між пластинками заповнений водою. На клин нормально до його поверхні падає пучок монохроматичного світла з довжиною хвилі = 500 нм. У відбитому світлі спостерігається інтерференційна картина. Яка кількість N темних інтерференційних смуг припадає на 1 см довжини клину ?

5.21. Поверхні скляного клину утворюють між собою кут = 0,2'. На клин нормально до його поверхні падає пучок променів монохроматичного світла з довжиною хвилі = 0,55 мкм.  Визначити ширину b інтерференційної смуги.

5.22. На тонкий скляний клин в напрямку нормалі до його поверхні падає монохроматичне світло ( = 600 нм). Визначити кут між поверхнями клину, якщо відстань b між суміжними інтерференційними мінімумами у відбитому світлі дорівнює 4 мм.

5.23. Визначити товщину плівки мастила на поверхні води, якщо при спостереженні під кутом 60 до нормалі у відбитому світлі значно підсилюється випромінювання з довжиною  хвилі    =  0,589 мкм.

5.24. Радіус кривини плоскоопуклої лінзи R = 4 м. Чому дорівнює довжина хвилі падаючого світла, якщо радіус  5-го  світлого кільця у відбитому світлі дорівнює 3,6 мм ?

5.25. Визначити радіус 4-го темного кільця Ньютона, якщо між лінзою радіусом кривини R = 5 м і плоскою поверхнею, до якої вона притиснена, знаходиться вода. Довжина хвилі світла = 589 нм.

5.26. Для спостереження кілець Ньютона використовують плоскоопуклу лінзу з радіусом кривини R  = 160 см.  Визначити  радіуси 4-го і
9-го  темних  кілець  у  відбитому  світлі,  якщо  система освітлюється монохроматичним світлом з довжиною хвилі
= 625 нм.

5.27. Пучок монохроматичних світлових хвиль падає під кутом і = 30 на мильну плівку (n = 1,3), яка знаходиться в повітрі. При якій найменшій товщині d плівки відбиті світлові хвилі будуть максимально ослаблені інтерференцією; максимально підсилені?

5.28. Діаметр d2 другого світлого кільця Ньютона при спостереженні у відбитому світлі ( = 0,6 мкм) дорівнює 1,2 мм. Визначити радіус кривини плоскоопуклої лінзи, взятої для досліду.

5.29. Плоскоопукла лінза з радіусом кривини R = 0,5 м опуклою стороною  лежить на скляній пластинці. Радіус r4  четвертого темного кільця Ньютона у прохідному світлі дорівнює 0,7 мм. Визначити довжину світлової хвилі.

5.30. Обчислити радіус 5 п'ятої зони Френеля для плоского хвильового фронту ( = 0,5 мкм), якщо побудова робиться для точки спостереження, що знаходиться на відстані b =  1  м  від  фронту хвилі.

5.31. Радіус 4  четвертої зони Френеля для плоского хвильового фронту дорівнює 3 мм. Визначити радіус шостої зони Френеля.

5.32. На щілину шириною а = 0,1 мм падає нормально монохроматичне світло ( = 0,5 мкм). За щілиною розміщена збиральна лінза, в фокальній площині якої знаходиться екран. Що – максимум чи мінімум – буде спостерігатись на екрані, якщо кут дифракції дорівнює 17'? Знайти ширину центрального максимуму в дифракційній картині.

5.33. Під кутом  = 30 спостерігається 4-й дифракційний максимум для довжини хвилі = 0,644 мкм. Визначити постійну дифракційної решітки і її ширину, якщо вона дозволяє розділити  = 0,322 нм.

5.34. На дифракційну решітку, що містить n = 100 штрихів на 1 мм, падає нормально монохроматичне світло. Зорову трубу спектрометра наведено на максимум третього порядку. Щоб навести трубу на інший максимум цього ж порядку, її потрібно повернути на кут  = 20. Визначити довжину хвилі світла.

5.35. Дифракційна решітка освітлена монохроматичним світлом, яке падає нормально. В дифракційній картині максимум другого порядку відхилений на кут 1 = 14. На який кут 2 відхилений максимум третього порядку?

5.36. Дифракційна решітка містить n = 200 штрихів на 1мм. На решітку падає нормально монохроматичне світло ( = 0,6 мкм). Максимум якого найбільшого порядку дає ця решітка?

5.37. На грань кристалу кам'яної солі падає паралельний пучок рентгенівського випромінювання ( = 147 пм). Визначити відстань між атомними площинами кристалу, якщо дифракційний максимум другого порядку спостерігається, коли випромінювання падає під кутом   = 3130' до поверхні кристалу.

5.38. На дифракційну решітку, що містить n = 400 штрихів на 1 мм, падає нормально монохроматичне світло ( = 0,5 мкм).  Знайти загальне число дифракційних максимумів, які дає ця решітка.

5.39. Паралельний пучок рентгенівського випромінювання падає на грань кристалу. Під кутом = 65 до площини грані спостерігається максимум першого порядку. Відстань d між атомними площинами кристалу 280 пм. Визначити довжину хвилі рентгенівського випромінювання.

5.40. Кут Брюстера і при падінні світла з повітря на кристал кам'яної солі дорівнює 57. Визначити швидкість світла  v в цьому кристалі.

5.41. На якій кутовій висоті над горизонтом повинно знаходитись Сонце, щоб сонячне світло, відбите від поверхні води, було повністю поляризоване?

5.42. Аналізатор у 2 рази ослаблює інтенсивність падаючого на нього поляризованого світла. Визначити кут між головними площинами поляризатора й аналізатора. Втратами світла на відбивання знехтувати.

5.43. Промінь природного світла послідовно проходить через поляризатор і аналізатор, кут між головними площинами яких  60. Яка частка початкового потоку вийде з аналізатора?

5.44. Кут між головними площинами поляризатора й аналізатора 45. У скільки разів зменшиться інтенсивність світла, що виходить з аналізатора, якщо кут збільшити до 60?

5.45. У скільки разів ослабне природне світло, проходячи через дві призми Ніколя, головні площини яких розташовані під кутом 63, якщо в кожній з цих призм втрачається  10% падаючого світла.

5.46. Визначити товщину кварцової пластинки, для якої кут повороту площини поляризації світла довжиною хвилі = 490 нм дорівнює 150. Постійна обертання кварцу для цієї довжини хвилі  = 26,3/мм.

5.47. Розчин цукру, налитий у трубку довжиною l = 18 см, помістили між поляризаторами. Він повертає площину коливань жовтих променів натрієвого полум'я на 30. Яка концентрація цукру в даному розчині (маса цукру в 1 м3 розчину), якщо питоме обертання цукру для жовтих променів натрію   = 0,667/(кгм–2)?

5.48. Концентрація розчину цукру, налитого в скляну трубку, дорівнює 0,3 г/см3. Цей розчин повертає площину поляризації монохроматичного світла на 25. Визначити концентрацію розчину в іншій такій же трубці, якщо вона повертає  площину  поляризації  на 20.

5.49. Між схрещеними призмами Ніколя поляриметра помістили трубку з цукровим розчином. Поле зору при цьому стало максимально світлим. Визначити довжину трубки, якщо концентрація цукру 270 кг/м3. Відомо, що питоме обертання цукрового розчину = 66,5/дм при концентрації  100 кг/м3.

5.50. Визначити температуру T, при якій енергетична світність Rе  абсолютно чорного тіла дорівнює 10 квт/м2.

5.51. Визначити енергію W, яка випромінюється за час t = 1 хв. з оглядового віконця площею S = 8 см2 плавильної печі, якщо її температура T = 1200 К.

5.52. У скільки разів потрібно збільшити термодинамічну температуру абсолютно чорного тіла, щоб його енергетична світність Rе зросла у два рази?

5.53. З поверхні сажі площею S = 2 см при температурі Т = 400 К за час t = 5 хв. випромінюється енергія W = 83 Дж. Визначити коефіцієнт чорноти сажі.

5.54. Знайти потужність, що випромінюється абсолютно чорною кулею  радіусом r = 10 см, температура якої становить t = 20 С.

5.55. Температура абсолютно чорного тіла змінюється від 727С до 1727С. У скільки разів при цьому зміниться енергія, що випромінюється тілом?

5.56. Температура абсолютно чорного тіла 127С. Після підвищення температури сумарна потужність випромінювання збільшилась у 3 рази. На скільки при цьому підвищилась температура?

5.57. Котел з водою при температурі 97С випромінює енергію на  долоню спостерігача,  на поверхні якої температура 27С. У скільки разів більше енергії одержить тіло, температура якого 0С, такої ж площі, як долоня, яке знаходиться на такій же відстані від котла, за такий же час?

5.58. У скільки разів збільшиться потужність випромінювання абсолютно чорного тіла, якщо довжина хвилі максимуму випромінювання зміниться від  1m = 700 нм  до  2m = 600 нм?

5.59. Нехтуючи втратами на теплопровідність, знайти потужність електричного струму, яка необхідна для розжарювання нитки діаметром
1 мм і довжиною 20 см до температури 2500 К. Вважати, що нитка випромінює як абсолютно чорне тіло і після встановлення рівноваги вся кількість тепла, що в ній виділяється, іде на випромінювання.

5.60. Чи буде спостерігатися фотоефект, якщо на поверхню срібла спрямувати ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі                  = 300 нм?

5.61. Яка частка енергії фотона витрачена на роботу виривання фотоелектрона, якщо червона границя фотоефекту  0 = 307 нм і максимальна кінетична енергія  Т  фотоелектрона дорівнює  1 еВ.

5.62. На поверхню літію падає монохроматичне світло (  = 310 нм). Щоб припинити емісію електронів, потрібно прикласти затримуючу різницю потенціалів U не меншу, ніж  1,7 В. Визначити роботу виходу електронів.

5.63. На цинкову пластинку падає монохроматичне світло з довжиною хвилі = 220 нм. Визначити максимальну швидкість v фотоелектронів.

5.64. Електромагнітне випромінювання якої частоти слід спрямувати на поверхню платини, щоб максимальна швидкість електронів v була рівною 100 м/с ?

5.65. Визначити червону границю фотоефекту для цинку і максимальну швидкість фотоелектронів, що вириваються з його поверхні електро-магнітним випромінюванням, довжина хвилі якого становить = 250 нм.

5.66. При почерговому освітленні поверхні певного металу світлом з довжинами хвилі 1 = 0,35 мкм і 2 = 0,54 мкм виявили, що відповідні максимальні швидкості електронів відрізняються одна від одної у = 2 рази. Знайти роботу виходу електронів з поверхні цього металу.

5.67. Знайти постійну Планка h, якщо електрони, які вириваються з металу світлом з частотою  1 = 2,21015 Гц, повністю затримуються різницею потенціалів U1 = 6,6 В, а ті, що вириваються світлом з частотою 2 = 4,61015  Гц – різницею  потенціалів  U2 = 16,5 В.

5.68. Червоній границі фотоефекту для алюмінію відповідає довжина хвилі 0 = 332 нм. Знайти роботу виходу електрона з цього металу та довжину хвилі випромінювання, що падає на поверхню металу, якщо відповідна затримуюча напруга для фотоелектронів дорівнює U = 1 В.

5.69. При фотоефекті з платинової поверхні електрони повністю затри-муються різницею потенціалів U=0,8 В. Знайти довжину хвилі   випромі-нювання і граничну довжину хвилі  0, при якій ще можливий фотоефект.

5.70. Визначити кут розсіяння фотона, який зазнав зіткнення з вільним електроном (комптон-ефект), якщо зміна довжини хвилі  при розсіянні дорівнює 3,62 пм.

5.71. Рентгенівське випромінювання довжиною хвилі = 55,8 пм розсіюється графітом (комптон-ефект). Визначити довжину хвилі ' світла, розсіяного під кутом  = 60  до напрямку падаючого пучка.

5.72. Фотон з енергією = 0,4 МеВ розсіявся під кутом   = 90 на вільному електроні. Визначити енергію   розсіяного фотона і кінетичну енергію  Т  електрона віддачі.

5.73. Рентгенівське випромінювання з довжиною хвилі   = 56,3 пм розсіюється плиткою парафіну. Визначити довжину хвилі променів, розсіяних під кутом 120 до початкового напрямку рентгенівського випромінювання.

5.74. Якою була довжина хвилі рентгенівського випромінювання, якщо при комптонівському розсіянні цього випромінювання графітом під кутом = 60 довжина хвилі розсіяного випромінювання виявилась рівною = 25,4 пм?

5.75. Фотон з енергією = 0,75 МеВ розсіявся на вільному електроні під кутом = 45. Знайти енергію розсіяного фотона ', кінетичну енергію Т  та імпульс  р електрона віддачі.

5.76. Тиск випромінювання на плоске дзеркало р = 0,2 Па. Визначити інтенсивність світла, що падає на поверхню цього дзеркала, якщо його коефіцієнт відбиття  r = 0,6. Світловий  потік  падає на поверхню дзеркала нормально.

5.77. Паралельний пучок світла з інтенсивністю І = 0,2 Вт/см нормально падає на плоске дзеркало з коефіцієнтом відбиття r = 0,9. Визначити тиск світла на дзеркало.

5.78. Визначити тиск випромінювання з довжиною хвилі = 0,5 мкм на зачорнену пластинку, якщо за t = 1 с на одиницю поверхні пластинки падає енергія W = 0,005 Дж? Коефіцієнт відбиття пластинки r = 0.

5.79. Визначити кількість фотонів, які падають за час t = 1 с на поверхню паперу площею 1 см2 в потоці монохроматичного випро-мінювання ( = 0,63 мкм), якщо тиск випромінювання на папір р = 2 мкПа. Коефіцієнт відбиття паперу r = 0,2.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10995. Культура и цивилизация, содержание и закономерности развития культуры 127.5 KB
  Культура и цивилизация Понятиями культура и цивилизация обозначены чрезвычайно важные точки роста на нескончаемой нити человеческого познания. Феномены культуры и цивилизации стремительно преображают окружающую среду оцениваются как факторы творческого жизнеустр
10996. Глобальные проблемы современности, Стимулы и потенциалы общественного развития 56 KB
  Глобальные проблемы современности. Современная глобальная ситуация. Политические экологические демографические экономические проблемы. Стимулы и потенциалы общественного развития. Глобальные проблемы современности являются самой актуальной тем
10997. Философия и мировоззрение. Типы мировоззрений 28 KB
  Философия и мировоззрение. Мировоззрение– это сложное синтетическое интегральное образование общественного и индивидуального сознания. В нем присутствуют различные компоненты: знания убеждения верования настроения стремления ценности нормы идеалы и т.д. Мирово
10998. Основные особенности философского типа мышления 91.5 KB
  Основные особенности философского типа мышления: КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ ОБОСНОВАННОСТЬ то есть последовательное проведение в решении мировоззренческих вопросов исходных однажды выбранных принципов их нельзя менять по ходу дела. В эти принципы конечно могут вноситься уточ...
10999. Функции философии 36 KB
  Функции философии Философия Пифагор автор слова фило любовь софи мудрость. С точки зрения Аристотеля мудрость означает знание общего в различных вещах знание первопричин действительности всеобщих свойств всеобщих законов всеобщих форм и структур действите
11000. Основные особенности досократовской философии 30.5 KB
  Основные особенности досократовской философии. Космоцентризм и основные понятия античной философииКосмос Природа Логос Эйдос Душа Спецификой греческой философии особенно в начальный период ее развития является стремление понять сущность природы космоса ми...
11003. Система и метод философии Гегеля. Диалектический метод Гегеля 25.46 KB
  Система и метод философии Гегеля. Выдающееся значение философии Гегеля заключалось в том что в ней в систематической форме было изложено диалектическое миропонимание и соответствующий ему диалектический метод исследования. Гегель разрабатывал д...