8. Квантовая природа излучения

1. Тепловое излучение, его характеристики. Черное тело. Серое тело.

2. Закон Кирхгофа.

3. Закон Стефана-Больцмана. Законы Вина.

4. Формула Планка. Формула Рэлея-Джинса.

5. Фотоэлектрический эффект. Законы Столетова.

6. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.

7. Квант света – фотон. Масса, импульс фотона. Давление света.

8. Эффект Комптона.

Литература.

[1], т.3, с. 7-49; [2], с. 367-385; [3], с. 452-474; [4], с. 360-373; [5] с. 400-420.

1. Для данного фотокатода величина задерживающей разности потенциалов зависит от:

А. Частоты падающего света.

Б. Работы выхода электронов.

В. Материала катода.

Г. Интенсивности светового потока.

Варианты ответов:

1) только от Б, В и Г; 2) только от В и Г; 3) только от А и Б;

4) от А, Б, В и Г; 5) только от А, Б и В.

2 . На рисунке изображены вольтамперные характеристики одного и того же фотоэлемента при различных условиях. Каким условиям соответствуют эти графики (ν – частота света, Ф – световой поток)?

1) ν₁=ν₂; Ф₁>Ф₂; 2) ν₁<ν₂; Ф₁=Ф₂;

3) ν₁<ν₂; Ф₁<Ф₂; 4) ν₁>ν₂; Ф₁=Ф₂;

5) ν₁>ν₂; Ф₁>Ф₂.

3. Укажите НЕВЕРНОЕ утверждение:

1) При комптоновском рассеянии появляются электроны отдачи.

2) Изменение длины волны при комптоновском рассеянии зависит только от угла рассеяния.

3) Эффект Комптона можно наблюдать при рассеянии видимого света.

4) В теории эффекта Комптона взаимодействие фотона и электрона рассматривается как упругий удар.

4 . Какая из изображенных на рисунке кривых представляет интенсивность излучения тепловой энергии электрического нагревателя (по оси Y) как функцию от времени (по оси Х) (время отсчитывается с момента включения нагревателя)?

1) 2; 2) 1; 3) 5; 4) 4; 5) 3.

5. Явление фотоэффекта описывается уравнением Эйнштейна |e·U|=h· – W. Величина W в этом уравнении:

1) Разность энергий между двумя наинизшими орбитами электрона в атоме фотокатода;

2) минимальная энергия, требующаяся для вырывания электрона из материала катода;

3) минимальная энергия, которую должен иметь фотон, чтобы быть поглощенным фотокатодом;

4) средняя энергия всех электронов в фотокатоде;

5) полная световая энергия, поглощенная фотокатодом за время измерения.

6. Как изменится количество излученной черным телом энергии за секунду, если абсолютную температуру удвоить?

1) Увеличится в 8 раз; 2) увеличится в 32 раза; 3) увеличится в 16 раз;

4) не изменится; 5) удвоится.

7. Явление фотоэффекта описывается уравнением Эйнштейна |e·U| = h·ν–W. Это уравнение получено в предположении, что:

1) Свет излучается лишь тогда, когда электроны перескакивают между орбитами;

2) свет ведет себя как волна;

3) электроны вращаются по орбитам с моментом импульса n·h/(2π), где n – целое;

4) электрон отождествляется с волной, у которой длина λ = h/p, где p – импульс электрона;

5) световая энергия поглощается порциями величиной Е=h·ν.

8 . На рисунке изображены вольтамперные характеристики одного и того же фотоэлемента при различных условиях. Каким условиям соответствуют эти графики (ν – частота света, Ф – световой поток)?

1) ν₁=ν₂; Ф₁>Ф₂; 2) ν₁<ν₂; Ф₁<Ф₂;

3) ν₁>ν₂; Ф₁>Ф₂; 4) ν₁<ν₂; Ф₁=Ф₂;

5) ν₁>ν₂; Ф₁=Ф₂.

9. Какой из представленных графиков зависимости поглощательной способности различных тел от длины волны соответствует абсолютно черному телу?

1) Б;

2) Г;

3) Д;

4) В;

5) А.

10. Количество энергии, излучаемой черным телом за секунду, изменилось в 16 раз. Во сколько раз изменилась его абсолютная температура?

1) Удвоилась; 2) увеличилась в 16 раз; 3) увеличилась в 8 раз;

4) увеличилась в 32 раза; 5) не изменилась.

11. Какая из изображенных на рисунке кривых представляет К ОЛИЧЕСТВО ЭЛЕКТРОНОВ, испускаемых с поверхности вещества при фотоэлектрическом эффекте ( по оси Y), как функцию от частоты падающего света ( по оси Х)? Эксперимент проводится при условии, что число падающих фотонов есть величина постоянная.

1) 3; 2) 4; 3) 1; 4) 5; 5) 2.

12. Укажите, в какой из приведенных единиц измерения НЕ МОЖЕТ быть выражена постоянная Планка.

1) Дж·с 2) эВ·с; 3) кг·м²·с; 4) Н·м·с; 5) кг·м²/с.

13. Если а есть поглощательная способность поверхности для солнечного света, а r – отражательная способность этой поверхности, то для того, чтобы относительно МАЛО НАГРЕВАТЬСЯ на солнечном свету, поверхность должна иметь:

1) Малое значение (а/r); 2) значение (а·r) равно 1;

3) большое значение (а·r); 4) большое значение (а/r);

5) малое значение (а·r).

1 4. Какой из приведенных на рисунке графиков соответствует энергетической светимости абсолютно черного тела (T₁>T₂>T₃)?

1) В;

2) А;

3) Г;

4) Б;

5) ни один из них.