2. Квантовая физика

2.1. Тепловое излучение

1. Что называют энергетической светимостью?

Энергетической светимостью называется количество энергии, излучаемой единицей поверхности тела в одну секунду по всем длинам волн

2. Что называют спектральной плотностью энергетической светимости?

Энергия, излучаемая в единицу времени единицей поверхности тела в единичном интервале длин волн, называется спектральной плотностью энергетической светимости.

3. Что такое коэффициент поглощения?

Величина, равная отношению энергии поглощённого света к энергии падающего, называется коэффициентом поглощения или поглощающей способностью тела

4. Что такое коэффициент отражения?

Величина, равная отношению энергии отражённого света к энергии падающего называется коэффициентом отражения или отражательной способностью тела

5. Закон Кирхгофа для теплового излучения.

Для всех тел, независимо от их природы, отношение излучательной способности к спектральному коэффициенту поглощения, при той же температуре и для тех же длин волн, есть универсальная функция от длины волны и температуры. 

Дифференциальная форма: Интегальная форма:

6. Каков физический смысл универсальной функции Кирхгофа?

Универсальная функция Кирхгофа есть излучательная способность абсолютно чёрного тела, то есть 

7. Что называют абсолютно черным телом?

Тело, которое полностью поглощает всё падающие на него излучения любой длины волны при любой температуре, называют АЧТ.

8. Какое тело называют серым?

Серое тело - тело, поглощательная способность которого меньше 1, но одинакова для всех частот и зависит от температуры, материала и состояния поверхности тела.

9. Закон Стефана-Больцмана.

Полная энергия, излучаемая абсолютно черным телом в 1 с, пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры. 

 = 5,6710⁸ Дж/(м²сК⁴) — постоянная Стефана–Больцмана

10. Закон смещения Вина.

Длина волны, на которую приходится максимум интенсивности излучения, обратно пропорциональна температуре, то есть максимум излучения с увеличением температуры смещается в сторону коротких длин волн:

11. Нарисуйте графики зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела u(,T) от длины волны для двух разных значений температуры и укажите, какой из них соответствует большей температуре.

12. Закон Релея-Джинса.

Закон, выражающий распределение энергии в спектре абсолютно чёрного тела в зависимости от температуры.

2.2. Экспериментальное обоснование основных идей квантовой теории

1. Что называют внешним фотоэффектом?

Внешним фотоэффектом называется вырывание электронов из вещества под действием электромагнитного излучения.

2. Что называют внутренним фотоэффектом?

Внутренний фотоэффект – вид фотоэффекта, при котором электроны под действием света теряют связь со своими атомами и молекулами, но остаются внутри вещества.

3. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

4. Нарисуйте вольтамперную характеристику внешнего фотоэффекта. Укажите на рисунке силу тока насыщения, задерживающую разность потенциалов.

5. Что называют красной границей фотоэффекта?

Красная граница фотоэффекта — минимальная частота или максимальная длина волны света, при которой еще возможен внешний фотоэффект, то есть начальная кинетическая энергия фотоэлектронов больше нуля

6. Запишите формулу, связывающую кинетическую энергию фотоэлектронов и задерживающую разность потенциалов.

7. От чего зависит сила тока насыщения при внешнем фотоэффекте?

От числа электронов, вырываемых в единицу времени с поверхности катода в фотоэлементе.

13. В чем заключается эффект Комптона?

Эффект Комптона заключается в упругом рассеянии рентгеновского излучения на свободных или слабосвязанных электронах, при котором длина волны рассеянного излучения увеличивается.

14. Какому углу комптоновского рассеяния соответствует максимальное изменение длины волны падающего излучения?

90 градусов

15. Какому углу комптоновского рассеяния соответствует минимальное изменение длины волны падающего излучения?

1. градусов

Запишите формулу для изменения длины волны при эффекте Комптона.

Δλ = Λ (1 – cosθ)

2. Выражение для комптоновской длины волны.

Комптоновская длина волны представляет собой максимальную длину волны рассеянного излучения при угле рассеяния 180°.

Λ = h/(m_oc)

Постулаты Бора.

1). В атоме существуют стационарные круговые орбиты, по которым электрон движется без излучения.

2). При переходе с одной стационарной орбиты на другую атом выделяет или поглощает один квант энергии