Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1261 вуз, 4606 предмет.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Самарская академия государственного и муниципального управления
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:
_0116_без пароля.pdf
Скачиваний:
444
Добавлен:
31.03.2015
Размер:
1.17 Mб
Скачать
☆
►Содержание►

X. КВАНТОВАЯ ОПТИКА

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

A -

работа выхода электрона

Uз -

а -

поглощательная

способ-

Uк

a + b-

ность тела

 

 

 

расстояние от волновой по-

uωT -

 

 

верхности до точки наблю-

 

 

b, С -

дения

 

 

 

постоянные Вина

 

v -

с -

скорость света

 

α -

ƒ

ω

универсальная функция

ε

-

 

( ,T)-

Кирхгофа

 

 

ћ, h -

 

 

 

постоянная Планка

 

θ -

I -

сила фототока

 

λ -

К -

степень черноты

 

λ0 -

k -

постоянная Больцмана,

λ' -

mе -

масса электрона

 

λс -

RТ -

энергетическая светимость

v -

RТ* -

тела

 

 

 

энергетическая светимость

ρ -

 

 

абсолютно черного тела

 

 

rω, rλ -

испускательная способ-

σ -

r*λ,max -

ность тела

 

 

 

максимальная спектральная

ϕ(λТ) -

 

 

плотность энергетической

 

 

 

 

светимости абсолютно чер-

 

 

Т -

ного тела

 

 

 

термодинамическая темпе-

Ф -

t -

ратура

 

 

 

время

 

ω -

U -

напряжение

 

 

 

задерживающая разность потенциалов контактная разность потенциалов равновесная плотность энергии излучения

скорость

угол энергия кванта света

угол длина волны света

красная граница фотоэффекта длина волны рассеянного фотона

длина волны Комптона частота

коэффициент отражения

постоянная СтефанаБольцмана универсальная функция Кирхгофа

световой поток

частота света

94

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1. Какое из приведенных выражений описывает излучение серого тела?

∞

λ

;

б) R = a

σT4;

в) rω= rλ

λ

2

;

⌠

 

 

 

а) RT =⌡rλTd

 

T

 

 

2πc

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rωT

 

 

д) (r*λ,T)max= CТ5.

 

 

 

 

г) =ƒ(ω,T);

 

 

 

 

aωT

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Каким из приведенных ниже соотношений нужно воспользоваться, чтобы перейти от функции ƒ(ω,T) к функции ϕ (λ,T)?

 

 

 

 

 

λ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ϕ (λ,T) =

 

 

 

ƒ(ω,T);

 

 

 

 

 

б) ϕ (λ,T) =

 

 

 

 

 

 

ƒ(ω,T);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πc

 

 

 

 

 

2πc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ϕ (λ,T) =

 

 

 

 

ƒ(ω,T);

 

 

 

 

г) ϕ (λ,T) =

 

 

 

 

ƒ(ω,T).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πc

 

 

 

 

2πc

 

 

 

 

 

 

 

3.

Степень черноты определяется выражением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dWпогл

 

 

 

∫aλ,T rλ,T dλ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∫rλ*,T dλ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) К = dWпад ;

 

б) К =

 

 

 

 

;

 

 

в) K =

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∫rλ,T dλ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∫aλ,T rλ,T dλ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Закону поставьте в соответствие математическое выражение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон

 

 

 

 

 

 

 

Математическое выражение

 

 

 

а) Кирхгофа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ћω3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) ƒ(ω,T) = 4π2с2 exp(ћω/kT) – 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) Рэлея - Джинса

 

 

 

 

 

 

2) Tλm = b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) Стефана - Больцмана

 

 

 

 

 

 

 

rω

 

 

 

rω

rω

 

 

…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

T

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) aωT 1

=

 

aωT 2 =

aωT 3 =

 

 

 

 

 

 

 

г) Вина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ћω2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) ƒ(ω, T) = 4π2с2 kT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д) Планка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5) R* = σT4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ;

 

 

б)

;

 

 

в)

;

 

 

г)

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

д) .

 

 

 

 

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Какие из приведенных выражений описывают законы Вина?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) λm= b ;

 

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) R* = c u;

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

⌠

λ

в) (r*λ

)

 

 

= CТ5;

 

д) r

λ

= r

ω

 

ω

 

 

 

 

 

 

 

max

 

2πc.

 

 

 

T

б) RT = ⌡rλTd

;

 

 

 

,T

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Определению поставьте в соответствие математическое выражение.

 

 

 

Определение

 

 

 

Математическое выражение

а) энергетическая светимость

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

⌠

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) u(T) = ⌡uωTdω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

б) поглощательная способность

2) rωT =

 

RωT

 

 

 

 

dω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) поток излучения

 

 

 

3) RT =

∞

 

 

 

⌠

 

 

 

 

 

 

 

 

 

⌡rωTdω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

г) спектральная плотность энергетиче-

4) Фе =

∆W

 

∆t

 

ской светимости

 

 

 

 

д) равновесная плотность энергии из-

5) aωT =

 

dWпогл

 

dWпад

 

лучения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

 

 

д) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.Каким законом описывается график 1, представленный на рисунке.

ϕ(λ,Т)

2 1

 

λ

 

 

 

а) Стефана –Больцмана; б) Вина;

в) Рэлея –Джинса;

г) Планка.

8. Какое из приведенных выражений описывает формулу Планка?

а) ε = ћω;

 

 

ћω

 

 

 

б) <ε> = exp(ћω/kT) – 1;

 

∞

3

 

 

1

 

⌠

 

 

ћω

 

 

 

г) ƒ(ω,T) = 4π2с2 exp(ћω/kT) – 1.

в) RT = ⌡rλTdλ;

0

 

 

 

 

 

 

 

 

9.Представим себе три тела, одинаковые по размерам, но отличающиеся друг от друга своей поглощательной способностью. Пусть для определенности это будут: абсолютно черное тело (1), серое тело (2) и белое тело

(3). Что можно сказать о температурах этих тел, если на них направить одинаковой по величине поток лучистой энергии?

96

а) Т1<Т2<Т3;

б) Т1>Т2>Т3;

в) Т1>Т2<Т3;

г) Т1>Т2=Т3;

д) Т1=Т2=Т3;

е) Т1=Т2<Т3.

10. График 2, представленный на рисунке, описывается уравнением

ϕ(λ,Т)

2 1

λ

а) r*λ,T=

4π2ћс2

1

;

б) (r*λ,T)max= CТ5;

 

 

 

 

λ5

 

 

exp(2πћс/kTλ) – 1

 

 

 

 

 

 

 

ћω2

 

 

 

 

 

2πс

5

 

2πс

 

 

в) ƒ(ω,T) =

 

2 2 kT;

 

 

г) ϕ(λ,T) =

 

 

 

 

.

 

 

4π с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

F

λT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.Что можно сказать о температуре излучающего тела, изотермы которого изображены на рисунке.

ϕ(λ,T)

 

ƒ(ω,T) ϕ(λ,T1

ƒ(ω,T2

λ

ω

а) Т1 = Т2;

б) Т1 > Т2;

в) Т1 < Т2.

12.Для изотерм абсолютно черного тела, представленных на рисунке, установите правильное соотношение температур.

97

r*λ,T

T1

T2

T3

 

 

λ

а) Т1 > Т2 > Т3;

б) Т1 < Т2 < Т3;

в) Т1 = Т2 = Т3.

13. Какой из приведенных ниже графиков не соответствует закону Вина?

r*λ,

1

2

3

4

λ

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4 .

14.Какая из приведенных на рисунке зависимостей позволяет определить постоянную Планка?

I

I

Uз

 

 

α

Ф

ω

ω

а)

б)

в)

98

15.Работа выхода электрона зависит от:

1)природы металла;

2)состояния поверхности металла;

3)частоты падающего света;

4)интенсивности падающего света.

а) 1;

б) 2;

в) 1, 2;

г) 4;

д) 3;

е) 1, 2, 3, 4.

16.При освещении металлической поверхности светом различного спектрального состава наибольшее действие оказывают:

а) инфракрасные лучи; б) красные лучи видимого участка спектра;

в) зеленые лучи видимого участка спектра; г) синие лучи видимого участка спектра; д) ультрафиолетовые лучи.

17.Какой знак имеет контактная разность потенциалов между катодом и анодом для изображенной на рисунке зависимости фототока от напряжения?

I

U3

 

U

а) U = 0;

б) U > 0;

в) U < 0.

18.Какие из приведенных на рисунке зависимостей позволяют определить работу выхода электрона с поверхности металла?

1

2

3

I

I

Uз

 

 

 

 

α

 

Ф

 

ω

ω

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 1, 3;

д) 2,3.

 

 

99

 

 

19.Установите правильный знак контактных разностей потенциалов Uк между анодом и катодом для приведенных на рисунке зависимостей силы фототока от напряжения.

I Ф = const, ω =const

1

2

3

U31 U32 U33

а) Uк1 < 0, Uк2 < 0, Uк3 < 0; в) Uк1 < 0, Uк2 = 0, Uк3 > 0; д) Uк1 < 0, Uк2 < 0, Uк3 = 0;

U

б) Uк1 > 0, Uк2 г) Uк1 > 0, Uк2 е) Uк1 = 0, Uк2

>0, Uк3

=0, Uк3

<0, Uк3

>0;

<0;

<0.

20.Установите правильное соотношение между величинами световых потоков для приведенных на рисунке зависимостей силы фототока от напряжения.

Ф = const, ω = const

IФ1 Ф2 Ф3

U3

 

U

а) Ф1 > Ф2 > Ф3;

б) Ф1 < Ф2 < Ф3;

в) Ф1 = Ф2 = Ф3.

21.Максимальная кинетическая энергия вырываемых с поверхности металла фотоэлектронов пропорциональна:

1)интенсивности света;

2)плотности светового потока энергии;

3)разности потенциалов между катодом и анодом;

4)частоте света.

а) 1;

б) 2;

в) 2, 3;

г) 4;

д) 3, 4.

22.Установите правильное соотношение между величинами частот падающего на поверхность металла света для зависимостей силы фототока от на-

100

пряжения, приведенных на рисунке.

I Ф = const

ω3

ω2

ω1

U

а) ω1 = ω2 = ω3

б) ω1 > ω2 > ω3;

в) ω1 < ω2 < ω3;.

23.Установите правильное соотношение между величинами максимальных скоростей фотоэлектронов, выбиваемых с поверхности металла светом разной частоты, для приведенных на рисунке зависимостей силы фототока от напряжения.

I Ф = const

ω2

ω1

U

а) v1max > v2max;

б) v1max < v2max;

в) v1max = v2max.

24.При фиксированной частоте излучения величина фототока насыщения пропорциональна

1)интенсивности света;

2)плотности светового потока;

3)разности потенциалов между катодом и анодом;

4)работе выхода электрона.

а) 1;

б) 2;

в) 2, 3;

г) 3;

д) 3, 4.

25.Установите правильную последовательность в изменении работы выхода металлов K, Cs, Ва, W, Pt.

а) AW > APt > ABa > AK > ACs;

б) ABa > APt > AK > AW > ACs;

в) APt > AW > ABa > AK > ACs;

г) APt > AW > AK > ABa > ACs.

101

26.Что произойдет, если обычный источник монохроматического света, освещающий металлическую поверхность, заменить мощным лазерным источником с той же длиной волны?

1)резко возрастет ток насыщения;

2)красная граница фотоэффекта сместится в область коротких длин волн;

3)красная граница фотоэффекта сместится в длинноволновую область;

4)никаких изменений не произойдет.

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4;

д) 1, 5.

27. Спектральная характеристика селективного фотоэффекта имеет вид

I I I

а)

λ

λ

λ

б)

 

в)

28.Вольт-амперная характеристика газонаполненного фотоэлемента имеет вид

I I I

U3

U

U

U

а)

б)

 

в)

29.При освещении светом поверхности полупроводника или диэлектрика наблюдается

1)вырывание электронов с поверхности;

2)перераспределение электронов по энергетическим уровням;

3)увеличение электропроводности;

4)возникновение акцепторных и донорных уровней.

а) 1;

б) 1, 2;

в) 2, 3;

г) 3;

д) 1, 2, 3, 4.

102

30. Эффект Комптона наблюдается при рассеянии на образцах:

а) γ квантов; б) жесткого рентгеновского облучения;

в) УФ излучения; г) света видимой области спектра.

31. Какое из приведенных ниже уравнений описывает эффект Комптона?

а) nћω = A + mev

2

 

 

5

 

 

 

в) ∆λ = 2λсsin2θ;

г)

2π ћ.

;

б) ϕ(λ,T) = 2πс

F 2πс ;

2

 

 

λ

 

 

λT

 

2

 

mec

32.Установите соответствие между физической величиной и ее определением.

Физическая величина а) масса фотона б) импульс фотона в) энергия фотона

г) комптоновская длина волны

а) ;

б) ;

в) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение

2πћ

1) mec

2) ћω

hν

3) c2

hν

4) c

г) .

33.Установите соответствие между физическим явлением и его математическим выражением.

Явление

а) фотоэффект

б) рентгеновское характеристическое излучение

в) эффект Комптона г) красная граница фотоэффекта д) давление света

а) ;

б) ;

в) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Математическое выражение

1) λ0 =

2πћc

A

2) λ' – λ = 2πћ (1 – cosθ) mec

W

3) p= c (1 + ρ)

mv2

4) ћω = A + 2

5) ω = R(Z - σ)

2

 

1

 

-

1

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

n1

 

 

n2

г) ;

 

д) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

103

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности