§4.4. Эффект Комптона
На рисунке показаны
направления падающего фотона
,
рассеянного фотона
и
электрона отдачи (e).
Угол рассеяния 90°, направление движения
электрона отдачи составляет с направлением
падающего фотона угол
.
Если импульс падающего фотона Pф,
то импульс рассеянного фотона равен…
1)
2)
3)
4)
|
Решение: Согласно закону сохранения импульса:
Проецируем выражение (1) на оси 0x и 0y. 0x:
0y:
Подставляя выражение (2) в (3), получим
Ответ: вариант 1. |
(1),
где
-
импульс падающего фотона (
),
-
импульс рассеянного фотона (
),
-
импульс электрона отдачи (после
взаимодействия с фотоном). Импульс
электрона до взаимодействия с фотоном
равен нулю, т.к. он находился в состояние
покоя.
(2) =>
(3) =>
Если увеличить в 2 раза объемную плотность световой энергии, то давление света …
1) увеличится в 4 раза
2) останется неизменным
3) увеличится в 2 раза
4) уменьшится в 2 раза
Решение: Согласно квантовой теории давление света, оказываемое на поверхность тела, определяется соотношением:
где
Ответ: вариант 3. |
(1),
-
коэффициент поглощения,
- коэффициент отражения,
-
объемная плотность энергии излучения,
-
энергия фотонов, падающих на
поверхности
тела за 1
.
Из выражения (1) видно, что давление
пропорционально объемной плотности
энергии излучения (
~
).
Следовательно, при увеличении одной
из них в несколько раз во столько же
увеличится и другая.
Один и тот же световой поток падает нормально на абсолютно белую и абсолютно черную поверхность. Отношение давления света на первую и вторую поверхности равно …
1)
2)
3)
4)
Решение: Согласно квантовой теории давление света, оказываемое на поверхность тела, определяется соотношением:
где - коэффициент поглощения, - коэффициент отражения, - объемная плотность энергии излучения, - энергия фотонов, падающих на поверхности тела за 1 .
При падении
светового потока на абсолютно белую
поверхность происходит полное
отражение, т.е.
Если световой
поток падает на абсолютно черную
поверхность, то происходит полное его
поглощение, т.е.
Ответ: вариант 4. |
(1),
,
и
,
где
-
коэффициент пропускания. Из соотношения
(1) видно, что при этом давление,
оказываемое на белую поверхность
.
,
и
.
Тогда, из соотношения (1) видно, что
.
Следовательно,
На зеркальную пластинку падает поток света. Если число фотонов, падающих на единицу поверхности в единицу времени, увеличить в 2 раза, а зеркальную пластинку заменить черной, то световое давление ...
1) увеличится в 2 раза
2) уменьшится в 4 раза
3) уменьшится в 2 раза
4) останется неизменным
Решение: Согласно квантовой теории давление света, оказываемое на поверхность тела, определяется соотношением: (1), где - коэффициент поглощения, - коэффициент отражения, - объемная плотность энергии излучения, - энергия фотонов, падающих на поверхности тела за 1 .
=
Ответ: вариант 2. |
(2),
где
-
число фотонов, падающих на поверхность,
(Дж·с)
– постоянная Планка,
-
частота излучения. Из выражения (2)
следует, что увеличивая число фотонов
увеличиваем
энергию
,
следовательно, увеличиваем и давление
,
т.е.
.
При этом если зеркальную пластину
заменить на черной, то происходит
полное поглощение светового потока
поверхностью, т.е.
.
=>
На зеркальную пластинку падает поток света. Если число фотонов, падающих на единицу поверхности в единицу времени, уменьшить в 2 раза, а зеркальную пластинку заменить черной, то световое давление ...
1) уменьшится в 4 раза
2) увеличится в 2 раза
3) уменьшится в 2 раза
4) останется неизменным
Решение: Согласно квантовой теории давление света, оказываемое на поверхность тела, определяется соотношением: (1), где - коэффициент поглощения, - коэффициент отражения, - объемная плотность энергии излучения, - энергия фотонов, падающих на поверхности тела за 1 .
=
(2),
где
-
число фотонов, падающих на поверхность,
(Дж·с)
– постоянная Планка,
-
частота излучения. Из выражения (2)
следует, что уменьшая число фотонов
уменьшаем
энергию
,
следовательно, уменьшается и давление
света,
т.е.
Ответ: вариант 4. |
.
При этом зеркальную пластину заменить
на черной, то происходит полное
поглощение светового потока поверхностью,
т.е.
.
=>
