Вариант 5

1. Точечный источник света (λ = 0,5 мкм) расположен на расстоянии L = 1 м перед диафрагмой с круглым отверстием диаметра d = 2 мм. Определить расстояние от диафрагмы до точки наблюдения, если отверстие открывает три зоны Френеля.

2. На дифракционную решетку, содержащую N = 600 штрихов на миллиметр, падает нормально белый свет. Спектр проектируется линзой, помещенной вблизи решетки, на экран. Определить длину спектра первого порядка на экране, если расстояние от линзы до экрана L = 1,2 м. Границы видимого спектра λ₁ = 0,78 мкм и λ₂ = 0,4 мкм.

3. Определить угол, под которым видны максимумы первого, второго и третьего порядков при дифракции света с длиной волны λ = 0,5 мкм на длинной щели шириной a = 15 мкм.

4. Начальная температура абсолютно черного тела Т₁ = 400 К за время t = 10 с линейно уменьшилась до Т₂ = 300 К. За это время излучилось количество энергии равное E = 100 Дж. Найти площадь тела.

5. При нагревании абсолютно черного тела длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности, изменилась в 1,5 раза. Начальная температура тела равна Т₁. Найти, насколько изменилась температура Т.

6. Яркостная температура тела, измеренная оптическим пирометром на длине волны ₀ = 0,65 мкм, равна Т_я = 200 К. Истинная же температура тела Т = 300 К. Найти его коэффициент поглощения (для данной ₀).

7. Вычислить постоянную Планка и работу выхода электрона из некоторого металла, если при освещении этого металла светом с длиной волны λ₁ = 279 нм задерживающий потенциал равен U₁ = 0,66 В, а при освещении светом с длиной волны λ₂ = 245 нм задерживающий потенциал становится равным U₂ = 1,26 В. Считайте заряд электрона и скорость света известными величинами.

8. Угол комптоновского рассеяния фотона = 90°. Угол отдачи электрона  = 30°. Определить энергию  падающего фотона.

9. Электрон, двигающийся со скоростью V = 5000 км/с, попадает в однородное электрическое поле напряженностью E = 10 В/м. Какое расстояние должен пройти электрон в поле, чтобы длина волны де Бройля электрона стала равной λ = 0,1 нм?

10. Электрон находится в одномерной прямоугольной потенциальной яме с бесконечно высокими стенками. Ширина ямы L. В каких точках внутри ямы плотность вероятности нахождения частицы на втором и третьем уровнях одинакова?

11. Образец кремниевого полупроводника n-типа помещен в магнитное поле с индукцией В = 0,2 Тл (см. рисунок). Размеры образца указаны на рисунке. Через образец течет ток I = 50 мА. Возникающая при этом холловская разность потенциалов U_Н = 4 мВ.

а) На каких гранях возникает эдс Холла? На какие грани будут отклоняться электроны? Ответ пояснить рисунком.

б) вычислить постоянную Холла, концентрацию носителей заряда и их подвижность, если электропроводность полупроводника = 90 (Ом · м)^–1.

12. Уровень Ферми в германии при Т = 300 К расположен на 0,1 эВ выше потолка валентной зоны. Рассчитать равновесную концентрацию электронов (n) и дырок (p) в этом полупроводнике.

13. Какую наименьшую энергию Е нужно затратить, чтобы разделить ядро гелия на две одинаковые части?

14. На сколько процентов снизится активность А изотопа иридия Ir¹⁹²  за время t = 30 сут?