Тема 5.23 Тепловое излучение. Фотоэффект Содержание темы

Тепловое излучение, его характеристики; законы теплового излучения: закон Стефана – Больцмана, закон смещения Вина; законы фотоэффекта. § 197-200, 202, 203 в [1]

Основные формулы

1. Излучательная способность - спектральная плотность энергетической светимости или – энергия, излучаемая с единицы площади поверхности тела за единицу времени в некотором незначительном интервале частот :

- скорость света; - частота излучения; - длина волны.

2. Поглощающая способность тела - величина, которая показывает, какая часть энергия электромагнитной волны данной частоты, падающей за единицу времени на единицу площади, поверхности тела, поглощается этим телом:

3. Закон Кирхгофа

Отношение излучательной способности тела к его поглощательной способности для данных частот и температур одинаково для всех тел и равно излучательной способности абсолютно черного тела :

- интегральная излучательная способность черного тела

4. Закон Стефана – Больцмана - излучательная способность абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры

- постоянная Стефана – Больцмана;

Т – абсолютная температура.

5. Закон смещения Вина

Длина волны , соответствующая максимальному значению излучательной способности абсолютно черного тела, обратно пропорциональна его абсолютной температуре Т.

- постоянная Вина.

6. Энергия кванта излучения

- постоянная Планка; - частота излучения.

7. Формула Планка

- излучательной способности абсолютно черного тела;

- постоянная Больцмана.

8. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

А – работа выхода электронов из металла; - масса электрона; - максимальная скорость фотоэлектронов.

9. Красная граница фотоэффекта

.

Задания

5.23.1

Температура абсолютно черного тела увеличилась в два раза. При этом энергия излучения…

¡	увеличится в 4 раза
¡	уменьшится в 16 раза
¡	уменьшится в 4 раза
¡	увеличится в 16 раза

5.23.2

Абсолютно черное и серое тело имеют одинаковую температуру. При этом интенсивность излучения

¡	больше у серого тела
¡	больше у абсолютно черного тела
¡	определяется площадью поверхности тела
¡	одинаковая у обоих тел

5.23.3

На рисунке показана кривая зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при Т=6000К. Если температуру тела уменьшить в 4 раза, то длина волны, соответствующая максимуму излучения абсолютно черного тела, …

¡	увеличится в 2 раза
¡	уменьшится в 4 раза
¡	уменьшится в 2 раза
¡	увеличится в 4 раза

5.23.4

На рисунке показаны кривые зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при разных температурах. Если кривая 1 соответствует спектру излучения абсолютно черного тела при температуре 6000 К, то кривая 2 соответствует температуре (в К) …

¡	1500
¡	750
¡	1000
¡	3000

5.23.5

На рисунке показаны кривые зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при разных температурах. Если длина волны, соответствующая максимуму излучения, увеличилась в 4 раза, то температура абсолютно черного тела …

¡	уменьшилась в 4 раза
¡	увеличилась в 4 раза
¡	увеличилась в 2 раза
¡	уменьшилась в 2 раза

5.23.6

На рисунке показаны кривые зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при разных температурах. Если длина волны, соответствующая максимуму излучения, уменьшилась в 4 раза, то температура абсолютно черного тела …

¡	увеличилась в 4 раза
¡	уменьшилась в 2 раза
¡	увеличилась в 3 раза
¡	уменьшилась в 4 раза

5.23.7

Явление испускания электронов веществом под действием электромагнитного излучения называется…

¡	электризацией
¡	ударной ионизацией
¡	фотоэффектом
¡	поляризацией

5.23.8

В опытах по внешнему фотоэффекту изучалась зависимость энергии фотоэлектронов от частоты падающего света. Для некоторого материала фотокатода на рисунке исследованная зависимость представлена линией b.

При замене материала фотокатода на материал с меньшей работой выхода зависимость будет соответствовать прямой …

¡	с, имеющей меньший угол наклона, чем линия b
¡	d, параллельной линии b
¡	a, параллельной линии b
¡	b, т.е. останется той же самой

5.23.9

На рисунке приведены две вольтамперные характеристики вакуумного фотоэффекта. Если - освещенность фотоэлемента, а - длина волны падающего на него света, то…

¡
¡
¡
¡

5.23.10

На рисунке приведены две вольтамперные характеристики вакуумного фотоэффекта. Если - освещенность фотоэлемента, а - длина волны падающего на него света, то…

¡
¡
¡
¡

5.23.11

На рисунке представлены две зависимости задерживающего напряжения от частоты падающего света для внешнего фотоэффекта.

Укажите верные утверждения

o
o
o	зависимости получены для двух различных металлов
o	с помощью этих зависимостей можно определить значение постоянной Планка