Квантовая физика

ТЕМА "Квантовая оптика"

 

703. Светильник в виде цилиндра из молочного стекла имеет размеры: длину 25 см, диаметр 24 мм. На расстоянии 2 м при нормальном падении лучей возникает освещенность 15 лк. Определить силу света; яркость и светимость его, считая, что указанный излучатель косинусный.

Сила света по формуле:

- световой поток

 - телесный угол

Яркость по формуле:

Светимость по формуле:

[люмен/м²]

S - освещаемая площадь

S определяем по формуле:

=15(лк) – освещенность задана в условии

=15(лк)

- расстояние задано = 2м

Отсюда:

=1

713. Температура абсолютно черного тела Т = 2 кК. Определить длину волны λ_m, на которую приходится максимум испускательной способности и спектральную плотность энергетической светимости (r_λ,)_max для этой длины волны.

1-й закон Вина (смещения):

 - длина волны, соответствующая наибольшей спектральной плотности энергетической светимости

b – константа

T – температура

Находим по закону Стефана-Больцмана светимость:

M – энергетическая светимость

 - константа Стефана-Больцмана

 - спектральная энергетическая светимость

723. Фотон с энергией ε = 10 эВ падает на серебряную пластину и вызывает фотоэффект. Определить импульс р, полученный пластиной, если принять, что направления движения фотона и фотоэлектрона лежат на одной прямой, перпендикулярной поверхности пластин

p – импульс, полученный пластиной:

 

733. Определить постоянную Планке h, если известно, что фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла светом с частотой 2,2ּ 10¹¹ с^-1, полностью задерживаются обратным потенциалом 6,6 В, а вырываемые светом с частотой 4,6ּ 10¹¹ c^-1 - потенциалом 16,5 В.

Решение:

2,26 эВ = 2,26 х 1,6х10^-19 Дж = 3,6х10^-19 Дж

hυ=А+Ек

υ=

Дж≈ 4,97х10^-19 – 3,6х10^-19 ≈ 1,4х10^-19 Дж

Ответ: 1,4х10^-19 Дж.

ТЕМА "Квантовая механика. Строение атома и ядра"

 

803. Вычислить по теории Бора период Т вращения электрона в атоме водорода, находящегося в возбужденном состоянии, определяемом главным квантовым числом n = 2.

 

823. Какова должна быть кинетическая энергия Т протона в моноэнергетическом пучке, используемого для исследования структуры с линейными размерами l≈10^-15 см?

 

Ответ: Т=1,32*10^-11Дж

Литература

 

1.         Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учеб. пособие для втузов..- М.: Высш. шк., 2000. - 718 с.

2.         Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие для втузов: В 5-ти кн. – 4-е изд. перераб. - М.: Наука; : Физматлит.2000. - 368 с.

3.         Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для инж.-техн. спец. вузов.. - М.: Высш. шк., 1999. - 542 с.

4.         Трофимова Т.И. Оптика и атомная физика: законы, проблемы и задачи: Учеб. пособие для втузов.. - М.: Высш. шк., 1999. - 288 с.

5.         Александров Н.В., Яшкин А.Я. Курс общей физики. Механика. – М.: Просвещение,1978, с. 415.

6.         Лисейкина Т.А., Пинегина Т.Ю., Серебрякова Т.К., Хайновская В.В. Методические указания по курсу физики для студентов заочников. - Новосибирск: Издательство НЭИС, 1992, с.57.