5.3. Давление света

5.25. Поток энергии Ф_э, излучаемый электрической лампой, ра­вен 600 Вт. На расстоянии 1 метр от лампы перпендикулярно падаю­щим лучам расположено круглое плоское зеркальце диаметром 2 см. Принимая, что излучение лампы одинаково во всех направ­лениях и что зеркальце полностью отражает падающий на него свет, определить силу светового давления на зеркальце.

5.26. На зеркальце с идеально отражающей поверхностью пло­щадью 1,5 см² падает нормально свет от электрической дуги. Определить импульс р, полученный зеркальцем, если поверхност­ная плотность потока излучения, падающего на зеркальце, равна 0,1 МВт/м². Продолжительность облучения 1 с.

5.27. Давление р монохроматического света (λ=600 нм) на чер­ную поверхность, расположенную перпендикулярно падающим лу­чам, равно 0,1 мкПа. Определить число фотонов, падающих за 1 секунду на поверхность площадью 1 см².

5.28. Монохроматическое излучение с длиной волны 500 нм падает нормально на плоскую зеркальную поверхность и давит на нее с силой 10 нН. Определить число фотонов, ежесекундно падающих на эту поверхность.

5.29. На поверхностью площадью 0,01 м² в единицу времени падает световая энергия 1,05 Дж/с. Найти световое давление в случаях, когда поверхность полностью отражает и полностью поглощает падающие на нее лучи.

5.4. Эффект Комптона

5.30. Рентгеновское излучение длиной волны 55,8 пм рассеи­вается плиткой графита. Определить длину волны света, рассеянного под углом θ=60° к направлению падающего пучка света.

5.31. Определить угол рассеяния фотона, испытавшего соуда­рение со свободным электроном, если изменение длины волны ∆λ при рассеянии равно 3,62 пм.

5.32. Фотон с энергией 0,4 МэВ рассеялся под углом θ=90° на свободном электроне. Определить энергию рассеянного фотона и кинетическую энергию электрона отдачи.

5.33. Определить импульс электрона отдачи при эффекте Комптона, если фотон с энергией, равной энергии покоя электрона, был рассеян на угол θ=180°.

5.34. Какая доля энергии фотона при эффекте Комптона прихо­дится на электрон отдачи, если фотон претерпел рассеяние на угол θ=180°? Энергия фотона до рассеяния равна 0,255 МэВ.

5.35. Фотон с энергией 0,25 МэВ рассеялся на свободном электроне. Энергия рассеянного фотона равна 0,2МэВ. Опреде­лить угол рассеяния θ.

5.36. Рентгеновские лучи с длиной волны =70,8 пм испытывают комптоновское рассеяние на парафине. Найти длину волны рентгеновских лучей, рассеянных в направлениях: а) ; б) .

5.37. Фотон с энергией 0,46 МэВ рассеялся под углом 120º на покоившемся свободном электроне. Определите относительное изменение частоты фотона.

5.38. Изменение длины волны рентгеновских лучей при комптоновском рассеянии равно 2,4 пм. Вычислить угол рассеяния и величину энергии, переданной при этом электрону отдачи, если длина волны рентгеновских лучей до взаимодействия 10 пм.

5.5. Фотоны

5.39. Определить энергию, массу и импульс фотона, кото­рому соответствует длина волны λ=380 нм (фиолетовая граница видимого спектра).

5.40. Определить длину волны, массу и импульс фотона с энергией 1 МэВ. Сравнить массу этого фотона с массой покояще­гося электрона.

5.41. Определить длину волны фотона, импульс которого ра­вен импульсу электрона, обладающего скоростью  =10 Мм/с.

5.42. Найти массу m фотона: а) красных лучей света ( =700 нм); б) рентгеновских лучей ( =25 пм); в) гамма-лучей ( =1,24 пм)?

5.43. С какой скоростью  должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны =520 нм?

5.44. Тренированный глаз, длительно находящийся в темноте, воспринимает свет с длиной волны 0,5 мкм при мощности 2,1·10^-17 Вт. Сколько фотонов попадает в этом случае на сетчатку за 1 с?

5.45. Каков импульс фотона, энергия которого равна 6·10^-19 Дж?