Меню

Давление монохроматического света с длиной волны 600



Квантовая природа излучения

222. Определите давление света на стенки электрической 150-ваттной лампочки, принимая, что вся потребляемая мощность идет на излучение и стенки лампочки отражают 15% падающего на них света. Считайте лампочку сферическим сосудом радиуса 4 см.

223. Давление монохроматического света с длиной волныλ = 500 нм на зачерненную поверхность, расположенную перпендикулярно падающему излучению, равно 0,15 мкПа. Определите число фотонов, падающих на поверхность площадью 40 см 2 за одну секунду.

224. Давление Р монохроматического света с длиной волны λ = 600 нм на зачерненную поверхность, расположенную перпендикулярно падающему излучению, составляет 0,1 мкПа. Определите: 1) концентрацию n фотонов в световом пучке; 2) число N фотонов, падающих ежесекундно на 1 м 2 поверхности.

225. На идеально отражающую плоскую поверхность нормально падает монохроматический свет с длиной волны λ = 0,55 мкм. Поток излучения Фe составляет 0,45 Вт. Определите: 1) число фотонов N, падающих на поверхность за время t = 3 с; 2) силу давления, испытываемую этой поверхностью.

226. Плоская световая волна интенсивностью I = 0,1 Вт/см2 падает под углом α = 30° на плоскую отражающую поверхность с коэффициентом отражения ρ = 0,7. Используя квантовые представления, определите нормальное давление, оказываемое светом на эту поверхность.

228. Определите длину волны рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения под углом ν = 60° длина волны рассеянного излучения оказалась равной 57 пм.

229. Фотон с энергией ε = 1,025 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите угол рассеяния фотона, если длина волны рассеянного фотона оказалась равной комптоновской длине волны λc = 2,43 пм.

230. Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеивающее вещество. Оказывается, что длины волн рассеянного под углами ν1 = 60° и ν2 = 120° излучения отличаются в 1,5 раза. Определите длину волны падающего излучения, предполагая, что рассеяние происходит на свободных электронах.

231. Фотон с длиной волны λ = 5 пм испытал комптоновское рассеяние под углом ν = 90° на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите: 1) изменение длины волны при рассеянии; 2) энергию электрона отдачи; 3) импульс электрона отдачи.

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

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

234. Фотон с энергией 100 кэВ в результате комптоновского эффекта рассеялся при соударении со свободным электроном на угол ν = π/2. Определите энергию фотона после рассеяния.

235. Фотон с энергией ε = 0,25 МэВ рассеялся под углом ν = 120° на первоначально покоившемся электроне. Определите кинетическую энергию электрона отдачи.

Ошибка в тексте? Выдели её мышкой и нажми

Остались рефераты, курсовые, презентации? Поделись с нами — загрузи их здесь!

Источник

Задача: Давление p монохроматического света (λ=600 нм) на.

  • Статьи
  • Новости
  • Бесплатные программы
  • Советы студенту
  • Экономия
  • Льготы и преимущества
  • Новости ВУЗов
  • Разное
  • Разделы
  • ВУЗы
  • Общие файлы
  • Лекции
  • Правила сайта
  • FAQ
  • Правообладателям
  • Ответы на тесты
  • Теги
  • Статистика
  • Мобильная версия
  • Архив
  • Термины
  • Нано-блог
  • Обзоры
  • Статьи
  • Задачи
  • Карта задач
  • Досье на преподавателей
  • Файловый архив
  • Учебные материалы
  • К экзамену/зачёту
  • Книги и методические указания
  • Контрольные работы и аттестации
  • Курсовые/домашние работы
  • Лабораторные работы
  • Лекции и семинары
  • Рефераты, доклады и презентации
  • Диссертации
  • Остальное
Читайте также:  Как сделать чтобы свет гас медленно

Для добавления файла нужно быть зарегистрированным пользователем. Зарегистрироваться и авторизоваться можно моментально через социальную сеть «ВКонтакте» по кнопке ниже:

Вы можете зарегистрироваться стандартным методом и авторизоваться по логину и паролю с помощью формы слева.

Не забывайте, что на публикации файлов можно заработать.

Источник

Примеры решенных задач по физике на тему «Давление света»

Ниже размещены условия задач и отсканированные решения. Если вам нужно решить задачу на эту тему, вы можете найти здесь похожее условие и решить свою по аналогии. Загрузка страницы может занять некоторое время в связи с большим количеством рисунков. Если Вам понадобится решение задач или онлайн помощь по физике- обращайтесь, будем рады помочь.

Физическое явление — давление света на поверхность — можно рассматривать с двух позиций — корпускулярной и волновой теорий света. Согласно корпускулярной(квантовой) теории света, фотон является частицей и имеет импульс, который при попадании фотона на поверхность полностью или частично передается поверхности. Согласно волновой теории, свет является электромагнитной волной, которая при прохождении через материал оказывает действие на заряженные частицы(сила Лоренца), чем и объясняется давление света в этой теории.

Свет длиной волны 620 нм падает нормально на зачерненную поверхность и оказывает давление 0,1 мкПа. Какое количество фотонов падает на поверхность площадью 5 см 2 за время 10с?

Свет падает нормально на зеркальную поверхность и оказывает на нее давление 40 мкПа. Какова энергетическая освещенность поверхности?

Свет длиной волны 600 нм падает нормально на зеркальную поверхность и оказывает давление 4 мкПа. Какое количество фотонов попадает на поверхность площадью 1 мм 2 за время 10с?

Свет с длиной волны 590 нм падает на зеркальную поверхность под углом 60 градусов. Плотность светового потока 1 кВт/м2. Определить давление света на поверхность.

Источник находится на расстоянии 10 см от поверхности. Давление света на поверхности равно 1 мПа. Найти мощность источника.

Световой поток мощностью 0,8 Вт падает нормально на зеркальную поверхность площадью 6 см2. Найти давление и силу давления света.

Световой поток мощностью 0,9 Вт падает нормально на зеркальную поверхность. Найти силу давления света на эту поверхность.

Свет падает нормально на поверхность с коэффициентом отражения 0,8. Давление света, оказываемое на эту поверхность, равно 5,4 мкПа. Какую энергию принесут падающие на поверхность площадью 1 м2 фотоны за время 1с?

Найти давление света, оказываемое на зачерненную поверхность колбы лампы накаливания изнутри. Колбу считать сферой радиуса 10см, спираль лампы принять точечным источником света мощностью 1 кВт.

Читайте также:  Что лучше для ближнего света led

Световой поток мощностью 120 Вт/м2 падает нормально на поверхность и оказывает давление 0,5 мкПа. Найти коэффициент отражения поверхности.

Световой падает нормально на идеально отражающую поверхность площади 5 см2.За время 3 мин энергия упавшего света 9 Дж. Найти давление света.

На зеркальную поверхность площадью 4,5 см2 падает свет. Энергетическая освещенность поверхности 20 Вт/см2. Какой импульс передадут фотоны поверхности за время 5с?

Свет падает нормально на зачерненную поверхность и за время 10 мин приносит энергию 20 Дж. Площадь поверхности 3 см2. Найти энергетическую освещенность поверхности и давление света.

Свет с мощностью потока 0,1 Вт/см2 падает на зеркальную поверхность под углом падения 30 градусов. Определить давление света на поверхность.

Источник

Примеры решения задач

2.1. Луч лазера мощностью 51 мВт падает на поглощающую поверхность. Определите силу светового давления на эту поверхность. Скорость света в вакууме 310 х м/с. Ответ представьте в наноньютонах.

где Р — давление, создаваемое светом, определяется выражением

Здесь р — коэффициент отражения; Есл энергия фотонов, падающих на единицу поверхности в единицу времени:

где N- мощность светового потока.

В нашей задаче свет падает на поглощающую поверхность, следовательно, коэффициент отражение р = 0. Тогда

Ответ: / 7 =0,17 нН.

2.2. При освещении фотокатода светом с длиной волны 400 нм, а затем 500 нм обнаружили, что задерживающее напряжение для прекращения фотоэффекта изменилось в 2 раза. Определите работу выхода электронов из этого металла. Постоянная Планка 6,63-10 -34 Дж-с, скорость света в вакууме 310 s м/с. Ответ представьте в электронвольтах и округлите до сотых.

По условию задачи задерживающее напряжение для прекращения фотоэффекта изменилось в 2 раза. Т. к. Х2 > то, согласно формулам (1) и (2), U2 должно быть меньше U также в 2 раза: U2 =Uj2.

Приравняем левые части полученных выражений для Х и Х2:

Учитывая, что 1 эВ= 1,6-10 19 Дж, получим Авых = 1,86 эВ.

Ответ: ЛВЬ1Х = 1,86 эВ.

2.3. Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе, выбивает электрон из металлической пластинки (фотокатода), находящейся в сосуде, из которого откачан воздух. Электроны разгоняются постоянным электрическим полем напряженностью 500 В/м. За какое время электрон может разогнаться в этом электрическом поле до скорости 510 6 м/с? Заряд электрона 1,6*10” 19 Кл, его масса 9,1 10 31 кг. Ответ представьте в микросекундах и округлите до сотых.

Для красной границы фотоэффекта имеем

Электроны разгоняются до скорости и за время V.

Отсюда t = о/а.

Т. е., чтобы найти время, нужно знать, с каким ускорением двигались электроны. Электроны разгоняются постоянным электрическим полем напряженностью Еу следовательно, qE=ma. Отсюда а = qEjm .

Подставим полученное выражение для ускорения в формулу для нахождения времени и рассчитаем его численное значение:

Ответ: / = 0,06 мкс.

2.4. Определите длину волны де Бройля, характеризующую волновые свойства атома водорода, движущегося со скоростью, равной средней квадратичной скорости при температуре 17 °С. Постоянная Планка 6,63*10 -34 Дж с, постоянная Авогадро 6,02*10 23 моль -1 , газовая постоянная 8,31 Дж/(моль*К). Ответ представьте в нанометрах и округлите до сотых.

Читайте также:  Как изменится мир после конца света

Тогда, подставив выражение (2) для скорости в выражение (1), длину волны де Бройля запишем в виде

Массу вещества т, входящую в полученное выражение, можно определить через количество вещества v:

Теперь выражение для длины волны де Бройля примет вид

Подставим численные значения и рассчитаем длину волны де Бройля, характеризующую волновые свойства атома водорода, движущегося со скоростью, равной средней квадратичной скорости при температуре 17 °С:

2.5. Капля воды объемом 0,1 мл нагревается светом с длиной волны 750 нм, поглощая 710 10 фотонов в секунду. Определите скорость нагревания воды, считая, что вся энергия, полученная каплей, расходуется только на се нагревание. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг-К), плотность воды 1000 кг/м 3 , постоянная Планка 6,63-10 14 Джс, скорость света в вакууме 310 8 м/с. Ответ представьте в Кельвинах за секунду и округлите до целого числа.

2.6. Пучок монохроматического света с длиной волны X = 663 нм падает нормально на зеркальную плоскую поверхность. Поток энергии Ф = 0,6 Вт. Определить силу F давления, испытываемую этой поверхностью, а также число N фотонов, падающих на нее за время At = 5 с.

Здесь р — коэффициент отражения; Есл энергия фотонов, падаюс

щих на единицу поверхности в единицу времени.

Подставляя выражение (2) для давления света в формулу (1), получим

Так как произведение облученности Еед на площадь S поверхности равно потоку Ф энергии излучения, падающего на поверхность, то соотношение (3) можно записать в виде

После подстановки значений Ф и с и с учетом, что р= 1 (так как поверхность зеркальная), получим

Число N фотонов, падающих за время А/ на поверхность, определяется по формуле

где ФА/ — энергия излучения, получаемая поверхностью за время А/; е — энергия фотона.

Выразив в этой формуле энергию фотона через длину волны he

е = —, получим

Подставив числовые значения величин, найдем число фотонов:

Ответ: F= 4 нН; N= 10 19 фотонов.

2.7. Чему равна масса фотона рентгеновского излучения с длиной волны 2,5* 10 -10 м?

Ответ: т = 8,810 31 кг.

2.8. Излучение лазера мощностью 600 Вт продолжалось 20 мс. Излученный свет попал в кусочек идеально отражающей фольги массой 2 мг, расположенный перпендикулярно направлению его распространения. Какую скорость (в см/с) приобретет кусочек фольги?

Такое же соотношение верно для энергии и импульса всего излучения:

Запишем закон сохранения импульса для системы фольга — излучение, считая, что энергия и величина импульса излучения при отражении не меняются (как при отражении от неподвижного зеркала):

Проверим справедливость предположения, что потерей энергии излучения при его отражении можно пренебречь. Действительно, отношение энергии, отданной фольге, к энергии излучения равно

Источник