Контрольная+№2

1.44.Максимум испускательной способности Солнца приходится на длину волны 0,5 мкм. Считая, что Солнце излучает как черное тело, определить температуру его поверхности и мощность излучения.

1.45.Излучение Солнца по своему спектральному составу близко к излучению абсолютно черного тела, для которого максимум испускательной способности приходится на длину волны 0,48 мкм. Найти массу, теряемую Солнцем ежесекундно за счет излучения. Оценить время, за которое масса Солнца уменьшится на 1%.

1.46.Муфельная печь потребляет мощность Р = 1 кВт. Температура T ее внутренней поверхности при открытом отверстии площадью S = 25 см2 равна 1,2 кК. Считая, что отверстие печи излучает как черное тело, определить, какая часть мощности рассеивается стенками.

2.1Найти частоту света, падающего на пластинку никеля, если скорость фотоэлектронов 2,8∙106 м/с. Работа выхода электронов из никеля 4,8 эВ.

2.2Определить красную границу фотоэффекта для цинка и максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с его поверхности электромагнитным излучением с длиной волны 250 нм.

2.3Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания

фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта λ0 = 307 нм и максимальная кинетическая энергия Emax фотоэлектрона равна 1 эВ?

2.4Максимальная скорость υmax фотоэлектронов, вылетающих из металла при облучении его γ-фотонами, равна 291 Мм/с. Определить энергию γ- фотонов.

2.5На поверхность лития падает монохроматический свет (λ = 310 нм). Чтобы прекратить эмиссию электронов, нужно приложить задерживающую разность потенциалов U не менее 1,7 В. Определить работу выхода A.

2.6Определить длину волны света, падающего на поверхность некоторого металла, при максимальной скорости электронов, равной 10 Мм/с. Работой выхода электронов из металла пренебречь.

2.7Определить максимальную скорость электронов, вырываемых с поверхности серебра ультрафиолетовым излучением с энергией 8 эВ.

2.8Красная граница для некоторого металла 0,6 мкм. Металл освещается светом, длина волны которого 0,4 мкм. Определить максимальную скорость электронов, выбиваемых светом из металла.

2.9Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта, для

некоторого металла λк = 275нм. Найти работу выхода электронов из металла, максимальную скорость электронов, выбитых из металла светом с длиной волны λ = 180нм, и максимальную энергию электронов.

2.10На металлическую пластину направлен монохроматический пучок света с частотой ν=7,3 1014 Гц. Красная граница λ o фотоэффекта для данного материала равна 560 нм. Определить максимальную скорость υмах фотоэлектронов.

2.11На поверхность лития падает монохроматический свет с длиной волны 310 нм. Чтобы прекратить эмиссию электронов, нужно приложить задерживающую разность потенциалов не менее 1,7 В. Определить работу выхода электрона.

2.12Фототок вызывается светом с длиной волны 400 нм. Красная граница фотоэффекта 800 нм. Найти запирающее напряжение для электронов.

2.13При облучении светом цинковый шарик, удаленный от других тел, зарядился до потенциала 4,3 В. Определить длину волны излучателя. Работа выхода электрона из цинка 4 эВ.

2.14Определить, до какого потенциала зарядится уединенный серебряный

шарик при облучении его ультрафиолетовым светом длиной волны

λ = 280 нм. Работа выхода электронов из серебра А = 4,7 эВ.

2.15На поверхность металла падает монохроматический свет с длиной

волны λ= 0,1 мкм. Красная граница фотоэффекта λ0 = 0,3 мкм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии?

2.16При освещении вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с

длиной волны λ1 = 0,4 мкм он заряжается до разности потенциалов φ1 = 2 В. Определить, до какой разности потенциалов зарядится фотоэлемент при освещении его монохроматическим светом с длиной волны λ2 = 0,3 мкм.

2.17Найти частоту света, вырывающего с поверхности металла электроны,

полностью задерживающиеся обратным потенциалом 3 В. Фотоэффект у этого металла начинается при частоте падающего света 6·1014 с-1. Найти работу выхода электрона из металла.

2.18Медный шарик, отдаленный от других тел, облучают монохроматическим светом длиной волны 0,2 мк. До какого максимального потенциала зарядится шарик, испуская фотоэлектроны?

2.19Поверхность некоторого металла освещают светом длиной волны 3500 А. Подбором определенной задерживающей разности потенциалов «запирают» фототок. При изменении длины волны света па 500 А задерживающую разность потенциалов оказалось необходимым увеличить на 0,59 В, чтобы фототок опять полностью прекратился. Считая постоянную Планка и скорость света известными, найти заряд электрона.

2.20Фотоны с энергией e=4,9 эВ вырывают электроны из металла с работой

выхода А=4,5 эВ. Найти максимальный импульс рmax, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.

2.21На пластинку падает монохроматический свет (λ = 0,42 мкм) .Фототок

прекращается при задерживающей разности потенциалов и равно U = 0,95 В. Определить работу А выхода электронов с поверхности пластинки

2.22Определить максимальную скорость υmax фотоэлектронов, вырываемых с поверхности цинка (работа выхода А = 4 эВ), при облучении γ- излучением с длиной волны λ = 2,47 пм.

2.23«Красная граница» фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определить: 1) работу выхода электронов из этого металла; 2) максимальную скорость электронов, вырываемых из этого металла светом с длиной волны 400 нм.

2.24При освещении катода вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с длиной волны λ = 310 нм фототок прекращается при некотором задерживающем напряжении. При увеличении длины волны на 25 % задерживающее напряжение оказывается меньше на 0,8 В. Определить по этим экспериментальным данным постоянную Планка.

2.25Фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла, полностью

задерживаются при приложении обратного напряжения U0 = 3 В. Фотоэффект для этого металла начинается при частоте падающего монохроматического света ν0 = 6.1014 с-1. Определить: 1) работу выхода электронов из этого металла; 2) частоту применяемого облучения.

2.26На пластинку падает свет с длиной волны λ = 0,42 мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,95 В. Определите работу выхода электронов с поверхности пластинки.

2.27Красная граница фотоэффекта для цинка λ0=310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию Тmax фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цинк падает свет с длиной волны λ = 200 нм.

2.28В сферическом сосуде, из которого откачан воздух, помещены два электрода из цинка. К ним подсоединен конденсатор емкостью С = 3,5 мкФ (рис.). Один из электродов освещается светом с длиной волны λ=0,25 мкм. Какой заряд будет находиться на конденсаторе при длительном освещении? Работа выхода электрона для цинка А=3,74 эВ.

электрическое поле напряженностью E = 10 В/см. «Красная граница» фотоэффекта для серебра λ0 = 264 нм.

2.38На пластинку площадью S=8 см2 по нормали к ее поверхности падает излучение с плотностью энергии q=1 Вт/см2. Частота света ν=4,6·1015 с-

1. Какой ток может быть снят с пластинки, если считать, что каждый фотон выбивает электрон?

2.39Калий освещается монохроматическим светом с длиной волны 400 нм. Определить наименьшее задерживающее напряжение, при котором фототок прекратится. Работа выхода электронов из калия равна 2,2 эВ.

2.40Плоскую цинковую пластинку освещают излучением со сплошным спектром, коротковолновая граница которого соответствует длине волны 30 ммк. Вычислить, на какое максимальное расстояние от поверхности пластинки может удалиться фотоэлектрон, если вне пластинки имеется задерживающее однородное электрическое поле напряженностью 10 В/см.

2.41Вакуумный фотоэлемент состоит из центрального катода (вольфрамового шара) и анода (внутренней поверхности посеребренной изнутри колбы). Контактная разность потенциалов между электродами

U0=0,6 В ускоряет вылетающие электроны. Фотоэлемент освещается светом с длиной волны λ=230 нм. Какую задерживающую разность потенциалов U надо приложить между электродами, чтобы фототок упал до нуля? Какую скорость υ получат электроны, когда они долетят до анода, если не прикладывать между катодом и анодом разности потенциалов?

2.42При каком запирающем напряжении фототок в цепи равен нулю, если

цинковый катод освещается ультрафиолетовым светом с длиной волны 100 нм? Работа выхода для цинка 6,7·10-19 Дж.

2.43Монохроматическое излучение с длиной волны 330 нм падает на уединённый металлический шарик. До какого потенциала зарядится этот шарик, если работа выхода электрона для материала шарика равна 3,5 эВ?

2.44На поверхность лития падает рентгеновское излучение с длиной волны 1 нм. Определить максимальную скорость фотоэлектронов. Можно ли пренебречь работой выхода электрона?

2.45На площадь S=6 см2 по нормали падает монохроматический свет с плотностью потока энергии q=1,5 Вт/см2. Снятый с этой площади фототок насыщения равен 0,2 А. Считая, что каждый фотон выбивает электрон, найти частоту света и энергию фотона.

2.46До какого максимального потенциала зарядился удаленный от других тел медный шарик при облучении его электромагнитным излучением с длиной волны λ = 140 нм?

2.47Определить максимальную скорость υmax фотоэлектронов, вылетающих из металла под действием γ-излучения с длиной волны λ=0,3 нм.

2.48Какова должна быть длина волны излучения, падающего на платиновую пластину, если максимальная скорость фотоэлектронов равна 3 Мм/с?

3.1Фотон с энергией 0,3 МэВ рассеялся под углом θ = 180° на свободном электроне. Определить долю энергии фотона, приходящуюся на рассеянный фотон.

3.2Фотон с длиной волны λ = 6 пм рассеялся под прямым углом на покоившемся свободном электроне. Найти частоту рассеянного фотона.

3.3Фотон с энергией 100 кэВ в результате комптоновского эффекта рассеялся при соударении со свободным электроном на угол Θ = π/2. Определить энергию фотона после рассеяния.

3.4Фотон с энергией ε = 0,25 МэВ рассеялся под углом α = 120° на первоначально покоившемся свободном электроне. Определить кинетическую энергию электрона отдачи.

3.5Какова была длина волны λ0 рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения графитом под углом φ = 600 длина волны рассеянного излучения оказалась равной λ= 25,4 пм?

3.6Фотон рассеивается на покоящемся протоне. Энергия рассеянного фотона равна кинетической энергии отдачи, а угол разлета между рассеянным фотоном и протоном отдачи равен 90°. Найти энергию падающего фотона.

3.7Фотон, испытав столкновение с релятивистским электроном, рассеялся под углом α = 60°, а электрон остановился. Найти комптоновское смещение длины волны рассеянного фотона.

3.8Определить длину волны рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения под углом Θ = 60° длина волны рассеянного излучения оказалась равной 57 пм.

3.9Фотон с энергией Е = 2тес2 при рассеянии на покоящемся электроне теряет половину своей энергии {те — масса электрона). Найти угол разлета между рассеянным фотоном и электроном отдачи.

3.10Фотон с энергией 0,500 МэВ рассеялся на свободном электроне под углом 60°. Найти энергию рассеянного фотона, кинетическую энергию и импульс отдачи. Считать, что кинетической энергией электрона до соударения можно пренебречь.

3.11Фотон с длиной волны λ =15пм рассеялся на свободном электроне.

Длина волны рассеянного фотона λ'= 16пм. Определить угол рассеяния

θ. (1пм=10-12 м).

3.12Угол рассеяния θ фотона равен 900. Угол отдачи φ электрона равен 300. Определить энергию E падающего фотона.

3.13Определить импульс p электрона отдачи при эффекте Комптона, если

фотон с энергией, равной энергии покоя электрона, был рассеян на угол

θ= 1800.

3.14Фотон с энергией 0,25 МэВ рассеялся на свободном электроне. Энергия рассеянного фотона равна 0,2 МэВ. Определить угол рассеяния.

3.15Фотон с энергией Е = 250 кэВ рассеялся под углом θ = 120° на первоначально покоившемся свободном электроне. Определить энергию рассеянного фотона.

3.16Фотон с импульсом p = 1,02 МэВ/c, где c — скорость света, рассеялся на покоившемся свободном электроне, в результате чего импульс фотона стал p' = 0,255 МэВ/c. Под каким углом рассеялся фотон?

3.17Фотон ( λ = 0,4 нм) рассеивается на электроне, движущемся навстречу ему, и после рассеяния движется в обратном направлении (рассеяние на 180°). С какой скоростью υ должен двигаться электрон, чтобы частота фотона при рассеянии не изменилась?

3.18Определить угол рассеяния фотона, испытавшего соударение со свободным электроном, если изменение длины волны при рассеянии равно 3,62 пм.

3.19Фотон с энергией ε=0,75 МэВ рассеялся на свободном покоившемся электроне. Найти кинетическую энергию электрона отдачи Т и направление его движения, если в результате рассеяния длина волны фотона изменилась на 25%.

3.20Фотон с энергией 1 МэВ рассеялся на свободном покоившемся электроне. Найти кинетическую энергию электрона отдачи, если в результате рассеяния длина волны фотона изменилась на η = 25%

3.21Частота падающего света в опыте Комптона равна 4·1018 Гц. Найти частоту света, отраженного под углом 1200 к направлению его падения.

3.22Фотон с энергией 250 кэВ рассеялся под углом α = 120° на первоначально покоившемся свободном электроне. Определить энергию рассеянного фотона.

3.23В эффекте Комптона найти изменение длины волны рентгеновского излучения. Угол рассеяния фотонов равен 1200 , а их длина волны 0,5 нм.

3.24Какая доля энергии фотона при эффекте Комптона приходится на электрон отдачи, если фотон претерпел рассеяние на угол 180°? Энергия фотона до рассеяния равна 0,255 МэВ.

3.25Фотон с длиной волны λ = 5 пм испытал комптоновское рассеяние под углом Θ = 90° на первоначально покоившемся свободном электроне.

Определить: 1) изменение длины волны при рассеянии; 2) энергию электрона отдачи; 3) импульс электрона отдачи.

3.26Фотон с энергией 0,3 МэВ рассеялся под углом Θ = 180° на свободном электроне. Определить долю энергии фотона, приходящуюся на рассеянный фотон.

3.27Фотон с длиной волны λ = 6 пм рассеялся под прямым углом на покоившемся свободном электроне. Найти кинетическую энергию отдачи электрона и частоту рассеянного фотона.

3.28Определить угол рассеяния фотона, испытавшего соударение со

свободным электроном, если изменение длины волны при рассеянии равно 3,63 пм. (1 пм = 10-12м).

3.29Какая доля энергии фотона приходится при эффекте Комптона на электрон отдачи, если рассеяние фотона происходит на угол θ= π /2? Энергия фотона до рассеяния ε1= 0,51 МэВ.

3.30Какая доля энергии фотона в эффекте Комптона приходится на электроны отдачи? Угол рассеяния для фотонов с энергией ε=0,6 МэВ равен φ=π/2.

3.31Рентгеновские лучи с длиной волны 70,8 пм испытывают комптоновское рассеяние на парафине. Найти длину волны рентгеновских лучей, рассеянных в направлении .

3.32Фотон с энергией, в η = 2,0 раза превышающей энергию покоя электрона, испытал лобовое столкновение с покоившимся свободным электроном. Найти радиус кривизны траектории электрона отдачи в магнитном поле B = 0,12 Тл. Предполагается, что электрон отдачи движется перпендикулярно к направлению поля.

3.33Определить угол между направлениями движения рассеянного фотона и электрона отдачи при условии, что комптоновское смещение равно 0,012 А, а длина волны налетающего кванта 0,05 А.

3.34Фотон с энергией 0,15 МэВ рассеялся на покоившемся свободном электроне, в результате чего его длина волны изменилась на Δλ = 3 пм. Найти угол, под которым вылетел комптоновский электрон.

3.35Фотон с энергией ε=0,15 МэВ рассеялся на покоившемся свободном электроне, в результате чего его длина волны изменилась на Δλ = 3 пм. Найти угол, под которым вылетел комптоновский электрон.

3.36Определить изменение длины волны и энергии γ-кванта с первоначальной энергией 1 МэВ, если известно, что комптоновский электрон отдачи вылетает под углом 30° к направлению движения падающего кванта.

3.37Вычислить импульс комптоновского электрона отдачи, если известно, что фотон, первоначальная длина волны которого равна 0,05 А, рассеялся под углом 90°.

3.38В результате рассеяния у-кванта с первоначальной энергией 0,8 МэВ на свободном электроне длина волны кванта оказалась равной комптоновской длине волны электрона. Определить угол, на который рассеялся данный квант.

3.39Найти длину волны падающего фотона, если известно, что энергия рассеянного фотона равна кинетической энергии электрона отдачи при угле 90° между направлениями их движения.

3.40Найти длину волны рентгеновского излучения, если максимальная кинетическая энергия комптоновских электронов Tмакс = 0,19 МэВ.

3.41В опыте Комптона угол рассеяния фотонов равен 1800. Длина волны падающих фотонов равна λ=0,5 нм. Найти частоту рассеянных фотонов.

3.42Фотон с энергией ε = 0,25 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определить кинетическую энергию электрона отдачи, если длина волны рассеянного фотона изменилась на

20 %.

3.43Фотон с длиной волны λ = 0,0024 нм после рассеяния на электроне движется в прямо противоположном направлении. С какой скоростью υ должен двигаться электрон, чтобы частота фотона при рассеянии не изменилась?

3.44Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на

рассеивающее вещество. Оказывается, что длина волн рассеянного под углами θ1 = 60° и θ2 = 120° излучения отличается в 1,5 раза. Определить длину волны падающего излучения, предполагая, что рассеяние происходит на свободных электронах.

3.45В опыте Комптона угол рассеяния света изменился от 900 до 1800 . Во сколько раз изменится сдвиг по длине волны в результате опыта?

3.46При комптоновском рассеянии энергии падающего фотона распределяется поровну между рассеянным фотоном и электроном отдачи. Угол рассеяния θ=π. Найти энергию E и импульс p рассеянного фотона.

3.47Фотон с длиной волны λ = 5 пм испытал комптоновское рассеяние под углом θ = 90° на первоначально покоившемся свободном электроне. Определить импульс электрона отдачи.

3.48Определить длину волны рентгеновского излучения, для которого комптоновское рассеяние на покоящемся электроне на угол 90° удваивает длину волны.

3.49Фотон с длиной волны λ=15пм рассеялся на свободном электроне.

Длина волны рассеянного фотона λ' = 16пм. Определить угол рассеяния θ . (1пм=10-12 м).

3.50Фотон с энергией ε 1 = 0,51 МэВ при рассеянии на свободном электроне потерял половину своей энергии. Определить угол рассеяния θ .

3.51Фотон с энергией E = 0,4 мэВ рассеялся под углом θ = 90° на свободном электроне. Определить энергию E ’ рассеянного фотона и кинетическую энергию Eкин электрона отдачи.

4.1Определить облученности Ее поверхности с коэффициентом отражения ρ = 0,5, если давление, производимое излучением p = 40 мкПа. Лучи падают нормально к поверхности.

4.2На зеркальную поверхность, площадью S = 6см2 падает нормально

поток излучения Фе=0,8 Вт. Определить давление р и силу светового давления F света на эту поверхность.

4.3Определить давление, оказываемое светом с длиной волны 0,4 мкм на черную поверхность, если ежесекундно на 1 см2 поверхности нормально падает 6∙1016 фотонов.

4.4Давление монохроматического света длиной волны 0,5 мкм на поверхность с коэффициентом отражения 0,8 равно 1,43 Па. Определить концентрацию фотонов вблизи поверхности.

4.5Давление Р монохроматического света с длиной волны λ = 600 нм на зачерненную поверхность, расположенную перпендикулярно

падающему излучению, составляет 0,1 мкПа. Определить: 1) концентрацию n фотонов в световом пучке; 2) число N фотонов, падающих ежесекундно на 1 м2 поверхности.

4.6Световое давление, испытываемое зеркальной поверхностью площадью 1 см2, равно 10-6 Па. Найти длину волны света, если на поверхность ежесекундно падает 5∙1016 фотонов.

4.8Определить коэффициент отражения поверхности, если при энергетической освещенности Ее = 50 Вт/м2 давление света на ней оказалось равным 0,2 мкПа.

4.9На зеркало с идеально отражающей поверхностью падает поток энергии 600 Вт. Определить силу светового давления на зеркало.