КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Примери за решаване на проблеми




Задача 1. Дължината на вълната, което представлява максималната енергия в спектъра на абсолютно черно тяло радиация от 0,58 микрона. Определяне на излъчване (излъчващ) повърхността на тялото.

дадено:

______________________

Solution.

Irradiance R д абсолютно черно тяло, в съответствие с правото на Стефан-Болцман е пропорционална на четвъртата власт от термодинамичната температура и се изчислява по формулата

(1)

където - Стефан-Болцман константа, T - термодинамична температура.

температура Т може да се изчисли с помощта на закона Wien е:

(2)

където б - постоянно се компенсира от първите вина на закона.

Използване на формула (2) и (1), се получава израз:

(3)

Ние правим изчисления:

,

Отговор: излъчване телесна повърхност е равен на ,

Задача 2. Определя максималната скорост на фотоелектроните освободени от повърхността на сребро:

1) ултравиолетово лъчение с дължина на вълната от 0.155 микрона;

2) гама лъчение с дължина на вълната от 13:00.

дадено: ,

,

___________________________

Solution.

Максималната скорост на фотоелектроните може да се определи от уравненията на Айнщайн за фотоефекта

(1)

където  - фотони инцидент върху метална повърхност,

A - електрон работа функция,

- Максималната кинетична енергия на фотоелектроните.

фотонна енергия се изчислява като следната формула:

(2)

където H - Планк константа, C - скоростта на светлината във вакуум, - Дължината на вълната на светлината.

Кинетичната енергия на електрона може да се изрази или класическа формула:

(3)

или релативистката формула:

(4)

където E о - енергията на електрон останалите, ,

скорост фотоелектронна зависи от енергията на фотона, което причинява на фотоелектричния ефект. Ако енергията много по-малък от електрон на фотонна енергия Е о почивка, след това с формула (3) може да се прилага. ако "Фотонна енергия сравнима с електрон почивка енергия E о, тогава изчисляването на формулата (3) води до по-голяма грешка, така че трябва да използвате (4).

1) изчисляване на енергията на фотон на ултравиолетова радиация от формула (2):

или ,

Получената фотонна енергия (8 ЕГ) е много по-малък, отколкото енергията на електрона почивка (0.51 MeV). Следователно, в този случай, кинетичната енергия на фотоелектроните във формулата (1) може да се изрази чрез класическата формула (3):

,

отгдето

, (5)

Проверете измерение на израза (5).

,

Заместването на стойността на променливите във формула (5):

м / сек.

2) изчисляване на енергията на фотон на гама радиация:

или в единици, които не са от системата SI:



Electron работа функция (A = 4.7 ЕГ), е незначителен в сравнение с енергията на фотона ( 2 = 1,24 MeV), така че ние можем да приемем, че максималната кинетична енергия на електрона е равна на енергията на фотона. След като в този случай кинетичната енергия на електрона е по-голяма от неговата енергия почивка, релативистичната формула от кинетичната енергия трябва да се използва за изчисляване на скоростта на електрона (4).

Тази формула

Като отбелязва, че и , Ние се получи:

,

Енергетиката и E о 2 включва формула изчисление под формата на взаимоотношения, така че те могат да бъдат изразени в Общите единици.

Изчисление:

Отговор: максималната скорост на фотоелектроните освобождава от повърхността на сребро от ултравиолетова радиация, е ;

максималната скорост на фотоелектроните освобождава от повърхността на сребро чрез гама радиация

Проблем 3. фотон с енергия ε = 0,75MeV изчиства от пряк свободен електрон под ъгъл θ = 60 °. Ако приемем, че кинетичната енергия и импулс на електрон преди сблъсъка с фотона са били незначителни, определи: 1) енергията разсеяна фотон; 2) кинетичната енергия на отката електрон Т; 3) по посока на движението му.

дадено:

θ = 60 °.

___________________________________

T -?


Solution.

1. енергия на разпръснати фотона ще намерите по формулата Compton:

(1)

където - Дължината на фотона на инцидент;

- Дължината на разсеяна фотона;

- Масата на електрона;

- Скоростта на светлината във вакуум;

- Ъгъл на разсейване на фотон.

Изразявайки λ дължина на вълната "и X чрез енергия ε", разсеяна фотона, и д, инцидент фотона на, ние получаваме:

, (2)

Тук израза (2) на формата

, (3)

Известно е, че енергията на електрон останалите

(Формула на Айнщайн) (4)

Като се има предвид (4) с формула (3) може да се запише като:

, (5)

Заместването на числените стойности на променливи, ние получаваме стойността на разпръснати фотонна енергия:

ε '= 0,43 MeV.

2. кинетичната енергия на електрона на откат, както следва от закона за запазване на енергията, равна на разликата между енергията на фотона на инцидент

и енергия на фотона разсеяна:

, (6)

3. Посоката на движение на електрони отката намерите, прилагане на закона за запазване на инерцията, според която инцидент фотон инерция Р е вектор сумата от импулси на разсеяна фотон и електрон отката.

(7)

където - Моментът на фотона на инцидент;
- Моментът на разсеяна фотона;

- Momentum на електрон отката.

Vector схема на пулса е показан в ricunke. Всички вектори извършени от точка O, където електрона по време на сблъсъка с фотон. Ф е ъгъл определя посоката на движение на електрона възвратната.

От OCD намерите триъгълник

(8)

или

, (9)

тъй като и след това

, (10)

Трансформация с формула (10), така че МФ ъгълът е изразено по отношение на директно епсилон количествата и тета, дадени в проблема. От формула (3):

, (11)

С (5), формула (10) е под формата:

, (12)

Като се има предвид, че и след съответните преобразувания получаваме:

, (13)

След изчисляване на формулата (13) намираме Когато φ = 35 °.

A: Енергията на разсеяна фотона е равен на 0,43 MeV; кинетичната енергия на електрона на отката е 0.32 MeV; посоката на движение на връщането на електрон определя от МФ на ъгъл, равен на 35 °.

Проблем 4. лъч на монохроматична светлина с дължина на вълната от 663 нанометра пада нормално върху огледало равна повърхност. Потокът на енергия raven0,6 вата. Определя сила натиск F на опит от тази повърхност, а броят N на фотони инцидент на него през време на 5 секунди.

дадено:

___________________

F - N -

Solution.

Силата на лек натиск върху повърхността е равна на произведението на лек натиск P на S площ:

, (1)

Лек натиск може да се намери от формула

(2)

където - Surface излъчване (енергия на всички фотони инцидент на единица 1 с повърхността;

- Коефициент на отражение (за повърхността на огледалото ).

- Скоростта на светлината във вакуум.

Заместването (2) в лек натиск формула (1), получаваме:

, (3)

Тъй като продуктът на излъчване на повърхностна площ, равна на поток на енергията на облъчване инцидент на повърхността, след това (3) може да се запише като:

(4)

където - Радиация енергиен поток.

Ние правим изчисления:

,

Броят на фотоните инцидент на времето на повърхността, определена по формулата:

(5)

където - Радиационна енергия, получена от повърхността по време на ;

- Енергията на фотона.

Изразено в формула (5) енергията на фотон чрез дължина на вълната , Ние се получи:

, (6)

Замествайки във формулата (6) числови стойности и извършващи изчисления, които получаваме:

(фотони)

Отговор: Силата на натиска с опит от повърхността е ;

пет секунди пада на повърхността фотони.

Задачи за контрол на броя 3

300. материалната точка извършва хармонични трептения с амплитуда от 4 см и в продължение на 2 секунди. Напишете уравнението на движение на точка, ако движението започва от позиция ,

301. А униформа диск с радиус 20 см се колебае около хоризонтална ос, простираща се на разстояние 15 см от центъра на диска. Определяне на периода на осцилация около оста диск.

302. Find възстановяване на сила по време на т = 1в м обща енергия на материална точка, колебания в съответствие със закона Когато А = 20 см, со = 2π / 3 сек -1. масата на материалната точка е равна на '10

303. На въртящия се диск подсилена топчета. Това, което прави движението на топката в сянката на вертикален екран?
Дефиниране на отместването на сянката на топката за известно време, равно на Т / 2 и T, ако разстоянието от топка център на оста на въртене е 10 см. В началната фаза на колебанията на топка сянка е доволен

304. тегло на товара на 200гр е окачена пружина с коефициент на еластичност на 1 N / m. Да се ​​намери дължината на един прост махало със същия период на колебание, тъй като пролетта махалото.

305. Какво е отношението на кинетичната енергия на една точка, се колебае, неговата потенциална енергия в момент = T / 12, където T - период на трептене.

306. Как е периодът на вертикалните трептения на товара виси на две еднакви пружини, ако серийната връзка от пролетта да отида да им паралелно свързване. Колебанията считат хармонични.

307. хармонична точка на колебание е:

След известен период на скорост точка дял ще бъде равна на максималната си скорост?

308. Pendulum колебае с амплитуда от 3 см. Определете изместване на махалото от време, равен на Т / 2 и T. Началната фаза на трептенията е рад.

309. Две идентично предназначени хармонични трептения с една и съща честота и амплитуда на 3 см и 5 см са оформени в един трептения с амплитуда от 7 см. Намерете фазовата разлика сгънати колебания.

310 Бърз влак от застанал на релсите с електрическа скорост от 72 км / ч. Електрическите сигнали с честота от 0.6 кХц. Определете ясно, честотата на сигнала усети от инженер бърз влак.

311. Движението на река лодка удари честота от 400 Hz. Наблюдател, намиращ се на брега, получава сигнал звук честотата на 395 Hz на. Определя се скоростта на кораба, ако скоростта на звука във въздуха е приблизително 340 m / S.

312. Намери смесване от равновесна точка, отдалечена от източника на вибрации на разстояние л / I2, за времето, T / 6 време. Амплитудата на колебанията на 0.05 m.

313. Източникът на монохроматична светлина с дължина на вълната от 600 нанометра се движи към наблюдателя със скорост 400 м / сек. Определяне на дължината на вълната на излъчване, която регистрира спектралната инструмент за наблюдение.

314. Самолетът, летящ със скорост от 300 м / сек, е източник на звукови вълни с честота от 1000 Hz. Колко различен звук честота възприема от наблюдателя на разстояние от нея на този самолет?

315. Лодката се движи в морето при скорост от 54 км / ч. Разстоянието между вълна гребени 10 m, по време на трептения на частиците в вълна 2 стр. Колко често се удари в вълни върху корпуса на лодката, докато се движи: 1) в посока на разпространение на вълната; 2) да отговарят на вълните?

316. Определяне на скоростта на разпространение на вълната, ако дължината му е 150 м, а за период от 12 секунди. Колко далеч е най-близката точка на вибриращо на вълната в противоположни фази?

317. За да се определи скоростта ф в еластична вълна размножаване среда, ако фаза разликата на двете отклонения от средните точки на, разположени на разстояние 10 см, е 60 °. N = честота на трептене от 25 Hz.

318. Колко бързо далеч от нас някои мъглявина, ако е известно, че водород линия при дължина на вълната 434 нанометра в своя спектър е изместен към червените вълни 1 нм?

319. Влакът минава станцията със скорост от 72 км / ч. Честотата на 300 Hz електрически звънец. Определяне на честотата на звука, който се чува от лице, което стои на платформата, когато влакът се приближава.

320. На каква дължина на вълната гама може да бъде конфигуриран да резонира с индуктивност от 1 тН ако промяна капацитет от 50 PF до 500 PF?

321. В хомогенен и изотропен среда с диелектрична константа и магнитна проницаемост Той се простира на самолет електромагнитна вълна. Амплитудата на напрегнатостта на електричното поле в него 10 V / m. Намерете скоростта фаза на вълната.

322. радиото Sputnik с тактова честота 20 MHz. Каква е продължителността на предавателя на вълната?

323. колебание верига, състояща се от бобина и кондензатор на 1 PF, честота на трептене е 5 MHz. Намерете максималния ток, протичащ през бобината, ако общата енергия от 0,5 MJ верига.

324. Според графиката е показано на фигурата, определи амплитудата на ЕВФ, за текущия период и честотата. Напишете уравнението на ЕВФ.

325. Според графиката е показано на фигурата, определи амплитудата на текущия период и честотата. Напишете уравнението на моментната стойност на мощността, AC.

326. Един самолет честота електромагнитни вълни Като амплитудата на силата на електрическото поле на 120 V / M, се разпространява във въздуха. Напишете уравнението на електромагнитни вълни с числени коефициенти, поставяне на първоначалната фаза на нула.

327. верига трептенията включва кондензатор и индуктор. Определяне на честотата на трептенията, възникващи във веригата, ако максималният ток в индуктор на 1.2 A, максималната потенциална разлика през кондензатора плочите 1200, общата енергия на 1.1 MJ верига.

328. верига трептенията включва кондензатор електрическа мощност и дросели , Определяне на дължината на вълната на излъчване, генерирано от веригата.

329. В вакуума по протежение на X-ос се простира равнина електромагнитна вълна. Амплитудата на магнитното поле на вълната е , Определяне на амплитудата на електрическото поле на интензитета на вълна.

330. Скоростта на разпространение на електромагнитни вълни в среда е Определяне на дължина на вълната на електромагнитните вълни в околната среда, ако тяхната честота вакуум ,

331. Разстоянието между два процепа в експеримент Янг е равна на 0.5 mm , Определяне на разстоянието от процепите на екрана, ако ширината на периферията на смущенията ravnaaa 1.2 мм.

332. Разстоянието от процепите на екрана в експеримент Янг е 1 m. Определя разстоянието между процепите, ако на 1 cm сегмент 10 се вписва тъмни ресни. Дължината на вълната на монохроматична светлина е 0,7mkm.

333. сапун филм (индекс на пречупване е 1.33) попада монохроматична светлина с дължина на вълната от 0,6 микрона (леки жълто) при 45 °. Поне някои от дебелината на слоя на отразените лъчи ще бъдат боядисани жълто? Поне някои от дебелината на филма, тя ще изглежда тъмно? Какво ще се случи с цвета на филма, ако промените ъгъла на падане?

334. Уреди за наблюдение на пръстени на Нютон се осветява от едноцветен светлина с дължина на вълната от 590 нанометра. Лек инцидент по нормалата към повърхността на вафла. Между обектива и плаката е течност с коефициент на пречупване на 1.33. Определяне на дебелината на разликата на мястото, където отразената светлина се наблюдава през третото ярък пръстен.

335. опит разделяне на Йънг между процепите е 0,8 мм, дължина на вълната на светлината от 0,7 микрона. На какво разстояние от слотовете трябва да се постави екран на ширината на ръба бе установено, че е 2 мм?

336. Ъгълът между спектър от втори ред е 36 0. Определяне на дължината на вълната на светлина, падаща върху дифракционна решетка с решетката постоянна г = 4mkm.

337. Разстоянието между две последователни източниците на светлина е равна на 0,2 мм. Те са отстранени от екрана на разстояние 2 м. Намерете дължината на вълната, излъчена от източник на кохерентна, ако разстоянието на екрана между третия и петия минимуми на модела на намеса е равно на 1.2 см.

338. В празнината от 0.1 mm е нормално инцидент паралелен светлинен лъч от монохромни източник (дължина на вълната, равна на 0,5 микрона). Определяне на ширината на централния връх в дифракционен модел наблюдава на устройството за дистанционно управление на екрана от процепа на разстояние от 3м.

339. За определяне радиуса на Fresnel зона Четвърто, ако радиусът на втората зона за Fresnel равнина фронта на вълната е 2 мм.

340. Каква е минималната дебелина на филма на сапун, ако ъгълът на наблюдение от 30 0 до филм на повърхността на сапун в отразена светлина, той е оцветен в лилаво с λ = 0,4 м?

341. Степента на поляризация на частично поляризирана светлина е 0.75. Се определи съотношението на максималната интензитетът на светлината, предадена от анализатора до минимум.

342. Това е ъгълът между основните равнини на две Nicol, ако интензивността на естествена светлина, преминал през системата, намалява 5,4 пъти? Да приемем, че всеки Никол поглъща и отразява 14% от падащата светлина.

343. За да се определи колко пъти ще намали интензитета на светлината, предавана през две Nicol, основни равнини, които образуват ъгъл Ако всеки от двата nicols поглъща и отразява 5% от светлина, падаща върху тях.

344. Между двете паралелни nicols поставени кварцова плоча на 1 мм дебелина, нарязани успоредно на оптичната ос. В този монохромни равнина поляризирана светлина, падаща върху поляризатор, се обърна на ъгъл от 20 °. На каква дебелина минимум плоча светлина не преминава през анализатора?

345. В решетка с 500 линии на 1 мм, лек инцидент 600 нм. Определете най-високата цел на спектъра, която може да бъде получена на решетката.

346. решетката на дифракция има период, максимално от първи ред за дължина на вълната от 0.7 микрона съответства на ъгъл 30. Каква е дължината на вълната на светлината в спектъра, който има максимална втори ъгъл ред на 45?

347. На лицето на каменна сол кристал попада паралелен сноп рентгенови лъчи. Разстоянието между атомните равнини, се равнява на 280 часа. Под ъгъл от 65 ° към равнината на ядрената наблюдава пик на дифракция на първия ред. Определяне на дължината на рентгеново лъчение.

348. разтвор на глюкоза с маса концентрация Намира се в стъклена тръба се върти плоскостта на поляризираната монохроматична светлина под ъгъл , За да се определи концентрацията на масата на глюкоза в разтвор в друга тръба със същата дължина, ако тя се върти равнината на поляризация на монохроматична светлина под ъгъл ,

349. За определяне на индекса на пречупване на стъклото, ако отразяване на светлина от него отразения лъч е напълно поляризирана под ъгъл на пречупване ,

350. На повърхността на водата в ъгъла Brewster падащата светлина на равнината на поляризирана светлина. Равнината на трептене на светлина ъгълът на вектор от 45 ° с равнината на падане. Намери коефициент на отражение.

351. Има две абсолютно черно топлинно излъчване източник. Един от тях температура Т = 2500 K 1. Виж друг температура източник, ако дължината на вълната, съответстваща на максимума на своята излъчвателна в Δ λ = 0,50 м по-голяма от дължината на вълната, съответстваща на максималната излъчвателната на първия източник.

352. мед диаметър D = топчета 1,2 см се поставя в съд се евакуира, стените на което температурата се поддържа близо до абсолютна нула. начална температура топка Т 0 = 300 K. Като се има предвид повърхността на топката е абсолютно черно, намери, колко време температурата се намалява от 2,0 пъти

353. Каква част от фотонна енергия изразходват за работата на изхвърлянето на фотоелектронна, когато червения край на фотоефект ДълЖината 0 = 307 нм и максималната кинетична енергия на фотоелектронна T макс е 1 ЕГ?

Цинк плоча 354. попада монохроматична светлина с дължина на вълната λ = 220 нм. Определя максималната скорост на фотоелектроните.

355. Определяне на дължина на вълната λ UV радиация, падаща върху повърхността на метал при максимална скорост фотоелектроните от 10 мм / сек. работа функция Electron метал пренебрегвани

356. А фотон с енергия ε = 0,4 MeV е разпръснат под ъгъл θ = 90 °, като свободен електрон. Определяне на енергия епсилон "на разпръснати фотона и кинетичната енергия на електрона на откат.

357. Ъгълът на разсейване θ на фотона е равен на 90 °. ъгълът на удара φ на електрона е равен на 30 °. Определяне на енергия епсилон на фотона на инцидент.

358. А фотон с енергия 0,25 MeV е разпръсната от пряк свободен електрон. разпръснатото фотонна енергия е 0,2 MeV. Определя ъгъл фотон разсейване.

359. Фотонът = 13:00), разсейвана от пряк свободен електрон под ъгъл θ = 90 ° какъв е делът на енергията му фотон се прехвърля на един електрон?

360. Дължината на вълната на фотона е равна на дължината на вълната Compton на електрона. Определяне на енергията и импулса на фотона.

361. Енергията на епсилон падащата фотон е енергията на електрон почивка. За да се определи съотношението w 1 инцидент фотонна енергия, която ще запази разсеяна фотон, както и делът на тази енергия w 2, в резултат на отката електрона, ако θ на ъгъл разсейване е 60 °.

362. Енергията на епсилон падащата фотон е енергията на електрон почивка. За да се определи съотношението w 1 инцидент фотонна енергия, която ще запази разсеяна фотон, както и делът на тази енергия w 2, в резултат на отката електрона, ако θ на ъгъл разсейване е: 90 °.

363. Енергията на епсилон падащата фотон е енергията на електрон почивка. За да се определи съотношението W 1 инцидент фотонна енергия, която ще запази разсеяна фотон и делът на т 2 на енергията, получена чрез въздействието на електрони, ако θ е ъгълът на разсейване на 180 °.

364. За определяне на слънчевата радиация натиска върху почернялата плоча, перпендикулярни лъчи на слънцето и извън земната атмосфера при средно разстояние от Земята до Слънцето.

365. За да се определи повърхност радиация инцидента енергийния поток на повърхността на огледалото, ако налягането на светлинните лъчи при нормална честота е 10 mkPa.

366. В огледалото с идеално отразяваща повърхност нормално падащата светлина от електрическа дъга. Определя огледалото инерция опит, ако инцидентът повърхностния излъчване на огледалото е , Време на експонация е 1 секунда.

367. Налягането на монохроматична светлина черна повърхност, разположени перпендикулярно към инцидента лъчи е 0.1 УФА. Определяне на броя фотони инцидент на един път с площта ,

368. Един лъч на монохроматична светлина = 662 нм) се пада на почернели повърхността и го прави еднакво налягане

0.3 mkPa. Определя се концентрацията на фотоните в светлинния лъч.

369. В огледалото с напълно отразяващ повърхност на S = 1,5 cm 2 е обикновено падаща светлина от електрическата дъга. Определя огледалото инерция опит, ако инцидентът повърхностния излъчване на огледалото е

0.1 MW / m 2. Време на експонация е 1 секунда.