Определите ширину запрещенной зоны собственного полупроводника, если при температурах т1 и т2 его сопротивления соответственно равны r1 и r2.

k=1,38·10^-23 Дж/К Найти: ∆Е=?

Решение: При условии, что Т₂ > T₁

γ=γ₀·e^-∆E/kT γ=1/ρ R~ρ γ~1/R γ₂/γ₁=R₁/R₂

γ₂/γ₁=exp[-∆E/(2k·T₂)]/exp[-∆E/(2k·T₁)]=exp[(∆E/2k)(1/T₁-1/T₂)]=R₁/R₂

∆E=2k [T₁·T₂/(T₂-T₁)]lnR₁/R₂

Определить диаметр нити накала электрической лампы, если мощность электрического тока, питающего лампу, равна 1000 Вт, длина нити 10 см, температура 3000 К. Считать, что излучение нити соответствует излучению АЧТ.

Определить импульс фотона излучения с частотой 310¹⁵ Гц.

Определить импульс фотона красного излучения, длина волны которого 720 нм.

импульс фотона: p=h/λ=6.62*10^-34/720*10^-9=0.0092*10^-25 (Дж*с)/м

Определить относительную населенность рабочих уровней в кристалле рубине при комнатной температуре в условиях термодинам. равновесия. Длина волны излуч-я лазера 694 нм.

,

Определить порядковый номер и массовое число нуклида, который получится из тория Th²³² после трех a- и двух b-превращений.

Х²²⁰₈₁

Определить температуру и энергетич. светимость абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения приходится на длину волны 600 нм.

Определить частоту кол-й свет.волны, масса фотона кот. равна .

Масса фотона:m=(hν)/c² откуда частота колебаний световой волны:ν=(mc²)/h , ν=(3.31*10^-36*(3*10⁸)²)/6.62*10^-34=4.5*10¹⁴ Гц

Опыт Дэвиссона и Джермера.

Физический эксперименты по дифракции электронов. Проводились исследования отражения электронов от монокристалла никеля. Скорость электронов определяется напряжением . В опытах измерялась интенсивность рассеянного кристаллом электронного пучка в зависимости от угла рассеяния 0<Q<90°, от азимутального угла 0<φ<360°, от скорости электронов в пучке. При различных значениях углов и скоростей, в отраженных лучах наблюдаются max и min интенсивности. Условия max , где n=1,2…

Основные отличия квантовых теорий теплоемкости Эйнштейна и Дебая.

Квантовая теория теплоёмкостей Эйнштейна – была создана Эйнштейном в 1907 году, при попытке объяснить экспериментально наблюдаемую зависимость теплоёмкости от температуры.

При разработке теории Эйнштейн опирался на следующие предположения:

• Атомы в кристаллической решетке ведут себя как гармонические осцилляторы, не взаимодействующие друг с другом.

• Частота колебаний всех осцилляторов одинакова.

• Число осцилляторов в 1 моле вещества равно 3Na.

• Энергия их квантована: ,

• Число осцилляторов с различной энергией определяется распределением Больцмана:

.

Согласно модели, предложенной Эйнштейном, при абсолютном нуле температуры теплоёмкость стремится к нулю, при больших температурах, напротив, выполняется закон Дюлонга-Пти.

Недостатки теории Однако теория Эйнштейна недостаточно хорошо согласуется с результатами экспериментов в силу неточности некоторых предположений Эйнштейна, в частности, предположения о равенстве частот колебаний всех осцилляторов. Более точная теория была создана Дебаем в 1912 году.

Расхождение теорий Эйнштейна и Дебая(рисунок)

В термодинамике и физике твёрдого тела модель Дебая — метод развитый Дебаем в 1912 г. для оценки фононного вклада в теплоёмкость твёрдых тел. Модель Дебая рассматривает колебания кристаллической решётки как газ квазичастиц — фононов. Эта модель правильно предсказывает теплоёмкость при низких температурах, которая пропорциоальна T³. В пределе высоких температур теплоёмкость стремится к 3R, согласно закону Дюлонга — Пти.

От чего зависит максимальная скорость фотоэлектронов?

Максимальная начальная скорость фотоэлектронов зависит от частоты распространяющихся электромагнитных колебаний и не зависит от его интенсивности (2-ой закон внешнего фотоэффекта).

От чего зависит сила тока насыщения при внешнем фотоэффекте?

При неизменном спектральном составе света, падающего на катод, сила фототока насыщения I_н прямо пропорциональна световому потоку Ф.

От чего зависит степень поляризации отраженного и преломленного лучей?

Степень поляризации, т.е. степень выделения световых волн с определенной ориентацией электрического (и магнитного) вектора) зависит от угла падения лучей и показателя преломления. С увеличением угла падения степень монотонно возрастает. Отраженный луч является плоскополяризованным, т.е. содержит только колебания, перпендикулярные плоскости падения. Преломленный луч при угле падения (угла Брюстера) поляризуется максимально, но не полностью. Если свет падает на границу раздела под углом Брюстера, то отраженный и преломленный лучи взаимно перепендикулярны.

Отличается ли вторичный фотон от первичного при вынужденном излучении?

они не отличаются, имеют одинаковую частоту, фазу.

П

Параллельный пучок света переходит из глицерина в стекло так, что пучок, отражённый от границы раздела этих сред, оказывается максимально поляризованным. Определить угол между падающим и преломлённым пучками. Абсолютные показатели преломления глицерина и стекла 1,45 и 1,5 соответственно.

1.5/1.45=1.07=tgα(следует)α=arctg1.07= 47⁰ –падающий луч

sin47/1.07=0.68 arcsin0.68=43⁰ – преломленный луч 

Период полураспада изотопа равен 17,5 суток. Определить постоянную распада этого изотопа.

λ=ln2/T_1/2 λ= 0,04сут= 4·10^-7

Период полураспада радиоактивного аргона равен 110 мин. Определить время, в течение которого распадается 25 % начального количества атомов.

0,75N₀=N₀e^-λt λ= ln2/T_1/2=0,006мин λt=ln(4/3) t=ln(4/3) / λ t=47,947мин

Период полураспада радиоактивных ядер равен 8 суткам. Что это означает?

суток – это время, за которое распадется половина первоначального количества ядер

Пластинку кварца толщиной d = 2 мм поместили между параллельными николями, в результате чего плоскость поляризации монохроматического света повернулась на угол  = 45^o. Какой наименьшей толщины d_min следует взять пластинку, чтобы поле зрения поляриметра стало совершенно тёмным?

Угол поворота равен: φ= αd.(для кристаллов и прозрачных веществ). Поле будет темным при φ= 90⁰ Значит, нам необходимо повернуть пластинку еще на 45⁰ , для того, чтобы они были взаимно перпендикулярны. Тогда d_min=d+d. Ответ: 4 мм. 

Плоская вольфрамовая пластинка освещается светом длиной волны 0,2 мкм. Найти напряженность однородного задерживающего поля вне пластинки, если фотоэлектрон может удалиться от нее на расстояние 4 см. Работа выхода электронов из вольфрама 4,5 эВ.

, т.к. , ,

а => тогда . Ответ в В/м или Н/Кл

П лощадь, ограниченная графиком спектральной плотности энергет. светимости черн. тела, при переходе от темп-ры Т₁ к темп-ре Т₂ увеличилась в 16 раз. Во сколько раз возросла темп-ра?

,

, , ,

Под стеклянной пластинкой толщиной d=15 см лежит маленькая крупинка. На каком расстоянии l от верхней поверхности пластинки образуется ее видимое изображение, если луч зрения перпендикулярен к поверхности пластинки, а показатель преломление стекла n=1,5?

Рисунок ж tga=AB/h; tgb=AD/H; tga/tgb=H/h; sina/sinb=H/h; h=H/h=15/1.5=10 cм

Положение пылинки m = 0,1 г определено с точностью Dx = 10^-7 м. Какова неопределенность ее скорости?

,

Постоянная дифракционной решетки d = 2·10 ^–6 м. Какой наибольший порядок спектра можно видеть при освещении её светом длиной волны 1 мкм?

λ=1 мкм=10^-6 м dsinφ=mλ; m= dsinφ/λ=2

Постоянная дифракционной решетки d = 2·10 ^–6 м. Какую наибольшую длину волны можно наблюдать в спектре этой решетки?

Дано d= 2·10 ^–6 м, λ-? Решение: условие максимума dsinφ=mλ, λ=dsinφ/m, берем первый порядок и синус максимальный =>λ= 2·10 ^–6*1 / 1=2·10 ^–6 м

Постоянная дифракционной решётки в 4 раза больше длины световой волны монохроматического света, нормально падающего на ее поверхность. Определить угол между двумя первыми симметричными дифракционными максимумами.

d=4, dsin=k=>sin=(k)/d=(k)/(4)=1/2=>=30⁰

Постулаты Бора.

1. В атоме существуют стационарные круговые орбиты, по которым электрон движется без излучения. Стационарными орбитами будут те, для которых момент количества движения электрона может принимать значения, кратные . То есть

2. При переходе атома из состояния с энергией в состояние с энергией ( ) излучается один фотон (квант), энергия которого равна

Поток излучения абсолютно черного тела 10 кВт. Максимум энергии излучения приходится на длину 0,8 мкм. Определить площадь излучающей поверхности.

Поток энергии, излучаемой из смотрового окошка плавильной печи, равен 34,6 Вт. Опр-ть температуру печи, если площадь отверстия 6,1 см².

(1). По закону Стефана-Больцмана (2). Подставляя (2) в (1), получим