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

4.1.1 Определить показатель преломления скипидара и скорость распространения света в скипидаре, если известно, что при угле падения 45⁰ угол преломления равен 30⁰. (1,4; 2,14×10⁸м/с)

4.1.2 Во 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) 

4.1.3 Луч 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, i_пред = 49⁰)

4.1.4 Скорость распространения света в первой среде 2,25×10⁸м/с, а во второй 2,0×10⁸м/с. Луч света падает на границу раздела этих сред под углом 30⁰и переходит во вторую среду. Определите угол преломления луча. (26⁰)

4.1.5 Показатель преломления стекла равен 1,52. Найти предельный угол полного отражения для поверхности раздела стекло – воздух. (41⁰8^/)

4.1.6 Скорость 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 × 10⁸м/с)

4.1.8 На какой угол отклонится луч света от первоначального направления, упав под углом 45⁰ на поверхность стекла? Показатель преломления стекла 1,5. (19⁰)

4.1.9 Найти предельный угол полного отражения для поверхности раздела вода – воздух, если показатель преломления воды 1,33. (48⁰45^/)

4.1.10 Луч 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)

4.1.12 Луч 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)

4.1.13 Показатели преломления стекла и воды равны 1,5 и 1,33 соответственно. Найти предельный угол полного отражения для поверхности раздела этих сред. (61⁰10^/)

4.1.14 Определить 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)

4.1.15 Показатели преломления некоторого сорта стекла для красного и фиолетового лучей равны соответственно n _кр = 1,51 и n_ф = 1,53. Найти предельные углы полного отражения для этих лучей при падении их на поверхность раздела стекло – воздух. (i_кр = 41⁰28^/, i_ф = 40⁰49^/)

4.1.16 Определить 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)

4.1.17 Угол падения луча светана поверхностьподсолнечного масла 60⁰, а угол преломления 36⁰. Найти показатель преломления масла и угол полного отражения. (1,47; 43⁰)

4.1.18 Накакой угол отклонится луч света от первоначального направления при падении под углом 45⁰ на поверхность алмаза? Показатель преломления алмаза 2,42. (28⁰)

4.1.19 Луч 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)

4.1.20 Луч 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)

4.1.21 Свет переходит через границу раздела двух сред, причем скорость света в первой среде равна 0,5 с м/с, а во второй - 0,7 с м/с. Найти угол полного отражения. (45,6⁰)

4.1.22 Под каким углом должен падать луч на поверхность стекла, чтобы угол преломления был в два раза меньше угла падения? Показатель преломления стекла 1,6. (74⁰)

4.1.23 Определить показатель преломления рубина, если предельный угол полного отражения для рубина равен 34⁰. (1,8)

4.1.24 Каким должен быть угол падения света на стекло, чтобы преломлённый луч был перпендикулярен отражённому? Показатель преломления стекла принять равным 1,6. (58⁰)

4.1.25 Свет идет из вещества, где скорость света 2,5×10⁸м/с в вещество, где скорость света 2,7×10⁸м/с. Определить угол полного отражения. (67,8⁰)

4.1.26 Найти угол падения луча света на поверхность воды с показателем преломления 1,33 в случае, когда угол преломления на 10⁰ меньше угла падения. (39⁰)

4.1.27 Луч 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)

4.1.28 Угол 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)

4.1.29 Свет падает из оптически прозрачного вещества с показателем преломления 1,53 в вакуум под углом, составляющим 60⁰ с плоскостью раздела сред. Определить угол преломления. (50⁰)

4.1.30 Луч 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

4.2.1 Пучок 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)

4.2.2 Дифракционная 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)

4.2.3 Параллельный пучок света переходит из воды в стекло. Отраженный пучок света максимально поляризован. Определить угол между падающим и отраженным пучками. (j = 97⁰)

4.2.4 Радиус 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)

4.2.5 Сколько 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)

4.2.6 Угол падения света на поверхность стекла равен 60^о. При этом отраженный пучок света оказался максимально поляризован. Определить угол преломления луча. (j = 30⁰)

4.2.7 Оптическая 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) l ₁ = 671нм; б) l ₂ = 436нм?

4.2.8 На 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)

4.2.9 Пучок естественного света падает на полированную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины пучок света максимально поляризован и образует угол 97^о с падающим пучком. Определить показатель преломления жидкости. (n = 1,33)

4.2.10 В 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.

4.2.11 На 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)

4.2.12 Пучок света переходит из жидкости в стекло. Угол падения равен 60^о, угол преломления 50^о. При каком угле падения пучок света, отраженный от границы раздела двух сред, будет максимально поляризован. (a = 45⁰)

4.2.13 Плосковыпуклая 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)

4.2.14 Плоская 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. (D r = 16 мм)

4.2.15 Под каким углом к горизонту должно находиться Солнце, чтобы его лучи, отраженные от поверхности озера, были максимально поляризованы? (e_Б = 53⁰)

4.2.16 Две 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).

4.2.17 Дифракционная 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)

4.2.18 Пучок света переходит из жидкости в стекло. Угол падения равен 60^о, угол преломления 50^о. При каком угле падения пучок света, отраженный от границы раздела двух сред, будет максимально поляризован. (a = 45⁰)

4.2.19 Установка 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)

4.2.20 Постоянная 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)

4.2.21 Угол падения луча на поверхность стекла равен 50^о, при этом отраженный пучок света оказался максимально поляризован. Определить угол преломления. (b = 40⁰)

4.2.22 На плоской стеклянной поверхности образована тонкая прозрачная пленка толщиной 0,396 мкм. Какую окраску примет пленка при освещении ее белым светом, падающим под углом 30^о? Показатель преломления стекла 1,5, а материала пленки 1,4. (l₁ = 0,690 мкм, l₂ = 0,414 мкм)

4.2.23 Дифракционная решетка, освещенная нормально падающим монохроматическим светом, отклоняет спектр третьего порядка на угол 30°. На какой угол отклоняет она спектр четвертого порядка? (a₄ = 42⁰)

4.2.24 Пучок 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)

4.2.25 На мыльную пленку (n = 1,33) падает белый свет под углом 45^о. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый свет (длина волны желтого света 0,6 мкм). (d = 133 нм)

4.2.26 На 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. (k_кр = 2; k_ф = 4)

4.2.27 При 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 %)

4.2.28 Расстояние 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)

4.2.29 На 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, R_e = 4 МВт/м²)

4.3.2 Фотокатод облучают светом с длиной волны l = 300 нм. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода l ₀ = 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∙10²⁶Вт. Считая излучение Солнца близким к излучению абсолютно черного тела, найти температуру поверхности Солнца. Радиус Солнца считать равным 6,96×10⁸м. (Т = 5800К)

4.3.4 Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины светом с длиной волны l = 3×10^–7 м, если красная граница фотоэффекта l ₀ = 540 нм? (v _max = 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)

4.3.7 На 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 l ₀, 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 l ₁ = 2,7 мкм на l ₂ = 0,9 мкм. Определить начальную и конечную температуры тела и соответствующие энергетические светимости. (Т₁=1074К, Т₂=3222К; R_e₁ = 74 кВт/м², R_e₂ = 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. (А_вых = 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)? (R_e₂/R_e₁ = 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 A_вых = 1,89 эВ. (v _max = 1,15 Мм/с; U_min = 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 l ₀ = 0,307 мкм, а максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона равна 1 эВ? (A_вых/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, R_e = 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. (А_вых = 2,3 эВ)

4.3.19 Какое количество энергии излучает участок поверхности абсолютно черного тела площадью S = 10 см²в 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 А_вых = 3,74 эВ. (v₀ = 0,903×10¹⁵ с^-1, v _max = 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. (R_e = 5,95 кВт/м², l_т = 0,9 мкм)

4.3.22 Работа выхода электрона из цезия A_вых = 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. (v _max = 1,14 10⁶ м/с)

4.3.25 Черное тело находится при температуре Т ₁ = 3000 К. При остывании тела длина волны, соответствующая максимальной спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на D l = 8 мкм. Определить конечную температуру тела. (Т₂ = 323 К)

4.3.26 Для прекращения фотоэффекта, вызванного облучением платиновой пластинки, необходимо приложить задерживающую разность потенциалов U_З = 3,7 В. Рассчитать длину волны падающего излучения. К какому диапазону электромагнитных волн оно относится? Работа выхода электрона из платины A_вых = 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, R_e = 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 A_вых = 4,28 эВ. (U_min = 3,74 В)

4.3.29 Вычислить 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 A_вых = 4,28 эВ. (v _max = 1,15 Мм/с)

Раздел 4.4. Свойства фотонов. Давление света

4.4.1 Определить 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^-32г; б) 12,4 кэВ, 2,21 10^-28г; 1,24 МэВ, 2,21×10^-23г)

4.4.2 На поверхность площадью 0,01м² в единицу времени падает световая энергия 1,05Дж/c. Найти световое давление, оказываемое светом на зеркальную поверхность. (0,7 мкПа)

4.4.3 Чему равна длина волны l кванта с энергией, равной средней кинетической энергии атомов гелия при температуре 100⁰С? (l = 96 пм)

4.4.4 Давление 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)

4.4.5 С какой скоростью v должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны l =520 нм? (v =1,4 км/c)

4.4.6 Сила давления монохроматического излучения с длиной волны l = 500нм, нормально падающего на плоскую зеркальную поверхность, равна 10^-8Н. Определить число N фотонов, ежесекундно падающих на эту поверхность. (3,77∙10¹⁸)

4.4.7 При какой температуре средняя кинетическая энергия частиц равна энергии фотонов рентгеновского излучения с длиной волны 5 нм. (Т = 1,92×10⁶К)

4.4.8 На 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)

4.4.9 Вычислить длину волны фотона, энергия которого равна энергии покоя электрона. (l = 2,42 пм)

4.4.10 Определить 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).

4.4.11 Какую 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)

4.4.12 На зеркальную поверхность, расположенную перпендикулярно падающим лучам, за 1минуту попадает 80Дж световой энергии, создавая давление 0,35 мкПа. Определить площадь поверхности. (S=254cм²)

4.4.13 Определите длину волны фотона, при которой его импульс равен импульсу электрона, движущегося со скоростью v = 1,46∙10³ м/с. (l = 0,5 мкм)

4.4.14 Сравнить давления света, производимые одинаковыми пучками света на идеально белую и идеально чёрную поверхности одинаковой площади. (P_б/P_ч = 2)

4.4.15 При какой скорости электроны будут иметь энергию, равную энергии фотонов ультрафиолетового света с длиной волны 200 нм? (v = 3,6 км/с)

4.4.16 Давление 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)

4.4.17 Определите длину волны электромагнитного излучения, энергия кванта которого равна энергии покоя электрона. Найти массу и импульс фотона. Масса покоя электрона равна 9,1∙10^-31кг. (l = 2,4 пм; m = 9,2∙10^-31кг; P = 2,76∙10^-22 кг×м/с)

4.4.18 На зачернённую поверхностьплощадью 30см², расположенную перпендикулярно падающему свету с частотой 5×10¹⁵Гц, ежесекундно падает 6∙10¹⁶ фотонов. Определить давление света. (P = 0,22 мкПа)

4.4.19 Определите длину волны, энергию, импульс фотона видимого излучения, если масса фотона равна m = 4∙10^-36 кг. (l = 552 нм; Е = 3,6×10^-19Дж; P = 1,2∙10^-27 кг×м/с)

4.4.20 Давление 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 )

4.4.21 Найти длину волны l и частоту v излучения, в котором релятивистская масса фотона m_ф равна массе покоя электрона m_e = 9,1∙10^-31кг. (l = 2,4 пм; v = 1,2∙10²⁰ Гц)

4.4.22 Сравнить силы давления света на абсолютно чёрную поверхность потока фотонов с частотой 6,8×10¹⁵Гц и потока фотонов с частотой 4×10¹⁵ Гц. (F₁/F₂ = 1,7)

4.4.23 Какова 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^-19Дж)

4.4.24 Сравнить давления света на зеркальную поверхность ультрафиолетовых лучей с длиной волны 283нм и инфракрасных лучей с длиной волны 850нм. (P₁/P₂ = 3)

4.4.25 Во 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)

4.4.26 На зеркальную поверхность, перпендикулярную лучам, ежесекундно падает 4×10¹⁷фотонов 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)

4.4.28 Найти 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)