46. При облучении фотокатода, сделанного из металлического натрия, светом с частотами ₁ = 4,2010¹⁵ рад/с и ₂ = 6,9510¹⁵ рад/с, задерживающие напряжения соответственно U₁ = 1,20 В и U₂ = 3,00 В. Определите значение постоянной Планка h.

47. Источник испускает квазимонохроматическое излучение длиной волны λ = 1200 нм. Определите число фотонов, испускаемых источником в единицу времени, если его мощность N = 200 Вт, а коэффициент полезного действия  = 70%.

48. Цинковая пластинка освещалась монохроматическим светом с длиной волны 300 нм. Красная граница для цинка составляет нм. Какой максимальный потенциал приобретает цинковая пластинка?

49. Фотоны с энергией W_ф = 5 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода A = 4,7 эВ. Определить максимальный импульс, передаваемый поверхности металла при вылете электрона.

50. Определите максимальную скорость фотоэлектронов, вылетающих из металла под действием излучения с длиной волны λ = 0,003 нм.

51. Красная граница фотоэффекта для вольфрама  = 230 нм. Какую длину волны должно иметь падающее на вольфрамовый катод излучение, чтобы максимальная энергия испускаемых электронов W = 1,8 эВ.

52. Определите длину волны излучения, соответствующую красной границе фотоэффекта для серебра. Работа выхода для серебра А = 4,74 эВ.

53. В рентгеновской трубке разность потенциалов между анодом и катодом U = 40 кВ. Определите максимальную частоту излучаемого рентгеновского фотона.

54. Определите импульсы фотонов для фиолетового (₁ = 0,43 мкм) и красного (₂ = 0,76 мкм) света. Какова должна быть скорость электрона, чтобы его импульс был равен импульсу «фиолетового» фотона?

55. Рассчитайте максимальную скорость электронов, вылетевших с поверхности фотокатода, если задерживающее напряжение на фотоэлементе U_з = 0,5 В.

56. Найти максимальную скорость фотоэлектронов при облучении поверхности меди монохроматическим светом с длиной волны λ = 100 нм. Красная граница фотоэффекта λ₀= 280 нм.

57. Катод освещается монохроматическим излучением с длиной волны λ= 300 нм. Фототок прекращается при задерживающем потенциале = 2 В. Найдите красную границу фотоэффекта для металла, из которого изготовлен катод.

---

58. При облучении фотокатода, сделанного из металлического натрия, светом с частотами ₁ = 4,2010¹⁵ рад/с и ₂ = 6,9510¹⁵ рад/с, задерживающие напряжения соответственно U₁ = 1,20 В и U₂ = 3,00 В. Определите значение постоянной Планка h.

59. Найти длину волны фотона, импульс которого равен импульсу электрона с кинетической энергией W = 0,3 эВ.

60. Определите энергию фотона для света с длиной волны в вакууме λ = 400 нм, распространяющегося в среде с абсолютным показателем n = 1,5 .

Эффект Комптона

61. Энергия фотона рентгеновского излучения W = 0,10 МэВ. Угол рассеяния фотона на свободном электроне θ = 90°. Найти изменение энергии фотона.

62. Рентгеновский фотон с длиной волны λ = 0,10 нм рассеивается на слабо связанном электроне под прямым углом. Найти изменение длины волны фотона и энергию электрона отдачи.

63. Фотон рентгеновского излучения (длина волны λ = 0,020 нм) в результате комптоновского рассеяния на электроне изменил направление своего распространения на угол θ = 180^о. Найти энергию и импульс электрона отдачи.

Волновые свойства элементарных частиц

64. Пучок электронов падает нормально на диафрагму с двумя узкими щелями, за которой на расстоянии L = 75 см расположен экран. Расстояние между щелями d = 25 мкм. Расстояние между соседними максимумами на экране Y = 7,5 мкм. Найти кинетическую энергию электронов.

65. Электрон разогнан в электрическом поле с разностью потенциалов U = 100 В. Найдите длину волны де Бройля электрона.

66. Найдите длину волны де Бройля пылинки массой m = 0,001 г, имеющей ту же скорость, что и электрон, ускоренный в электрическом поле при разности потенциалов U = 200 В.

67. Параллельный пучок электронов с энергией 2 эВ проходит через щель шириной =1мкм. Какова будет ширина центрального дифракционного максимума на экране, расположенном на расстоянии 0,5м за щелью?

Давление света

68. Чёрная поверхность освещается лучами монохроматического источника (длина волны λ = 407 нм). Свет падает по нормали к поверхности. Световое давление p = Па. Найдите число фотонов, падающих в единицу времени на единицу площади поверхности.

---

Соотношение неопределенностей Гейзенберга

69. Используя соотношение неопределенностей Δx·Δp≥h, оцените минимальную кинетическую энергию электрона атоме водорода. Принять линейные размеры атома (м).

70. Возбуждённый атом испускает фотон в течение времени τ = 0,01 мкс. Длина волны излучения λ = 600 нм. Найдите, с какой точностью могут быть измерены энергия, длина волны и координата фотона.

71. Возбужденный атом водорода испускает фотон с =0,656мкм. Определить естественную ширину спектральной линии , если время жизни атома в возбужденном состоянии с?

Варианты заданий

НОМЕР ВАРИАНТА СООТВЕСТВУЕТ ПОРЯДКОВОМУ НОМЕРУ ФАМИЛИИ СТУДЕНТА В ЖУРНАЛЕ ГРУППЫ!

№ варианта	Задача 1	Задача 2	Задача 3	Задача 4	Задача 5
1	1	13	25	38	51
2	2	14	26	39	52
3	3	15	27	40	53
4	4	16	28	41	54
5	5	17	29	43	55
6	6	18	30	44	56
7	7	19	32	69	57
8	8	20	33	71	58
9	9	21	34	70	59
10	10	22	35	68	60
11	11	23	36	49	61
12	12	24	37	50	62
13	63	1	24	37	38
14	64	2	23	36	39
15	65	3	22	35	40
16	66	4	21	34	41
17	67	5	20	33	42
18	68	6	19	32	43
19	69	7	18	31	44
20	70	8	17	30	45
21	71	9	16	29	46
22	64	10	15	28	47
23	65	11	14	27	48
24	66	12	13	26	49
25	1	14	29	40	50
26	2	13	27	41	51
27	3	15	30	44	52
28	4	17	31	45	67

---

Примечание: Расчетное задание по оптике выдается студентам лектором на 7 неделе. Защита типового расчета предполагает проведение индивидуальных собеседований преподавателя со студентами по решенным задачам.

Примеры решения задач.

Пример 1. Два когерентных источника S₁ и S₂ (рис. 1) испускают монохроматический свет с длиной волны   600 нм. Определите, на каком расстоянии от центра экрана будет расположен первый максимум интерференционной картины, если L  4 м, h  1 мм ?

Рис. 1

Из рис. 1 следует: , . Вычитая из 1-го уравнения 2-е, имеем . Из условия следует, что . Отсюда, с учетом того, что   r₁  r₂ :

.

Условие максимумов интерференционной картины:

, где  — длина волны в вакууме.

Приравнивая правые части последних двух уравнений, находим координату т-го максимума в виде

.

Для т  1 (первый максимум) мм.

Присутствие знаков «» и «» в ответе означает, что максимумы первого порядка (как и всех других порядков) симметрично расположены относительно центра экрана по обе его стороны. Условия распределения интенсивности света на экране а) и б) отвечают разному спектральному составу излучения источников.

Пример 2. На плоскопараллельную пленку толщиной d под углом  падает монохроматический свет с длиной волны  (рис.2). Показатель преломления вещества пленки n. Найдите оптическую разность хода двух волн, отраженных от верхней и нижней поверхностей пленки. Найдите оптическую разность хода этих волн при условии, что угол   0.

---

Предположим, что по обе стороны пленки находится воздух, показатель преломления которого n  1 (рис. 2). Падающая на пленку волна частично отражается от пленки (луч 1) и частично преломляется (луч 2₁). В свою очередь волна, достигшая нижней поверхности, также частично отражается (луч 2₂). Преломленный на верхней поверхности пленки луч 2₃ будет интерферировать с лучом 1. Результат интерференции наблюдается в фокальной плоскости линзы Л.

Оптическая разность хода лучей 1 и 2₃, достигших волновой поверхности DC, описывается выражением

---

Смотрите также файлы

• Расчетное задание.doc

• Расчёт усилительного каскада.doc

• распечатать.docx

• РАЗДЕЛ 4. УПРАВЛЕНИЕ ОБЩЕСТВЕННЫМИ ОТНОШЕНИЯМИ.doc

• Псих и пед Рабоч.docx