КАТЕГОРИИ:


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) П Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военно дело (14632) Висока технологиите (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къщи- (47672) журналистика и SMI- (912) Izobretatelstvo- (14524) на външните >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) История- (13644) Компютри- (11121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) култура (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23,702) Matematika- (16,968) инженерно (1700) медицина-(12,668) Management- (24,684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образование-(11,852) защита truda- (3308) Pedagogika- (5571) п 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) oligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97182) от промишлеността (8706) Psihologiya- (18,388) Religiya- (3217) с комуникацията (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) спортно-(42,831) Изграждане, (4793) Torgovlya- (5050) превозът (2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596 ) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Telephones- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно (12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Основни физични величини и закони. Мощност (поток) на топлинното излъчване




Квантовата оптика

Мощност (поток) на топлинното излъчване

(W)

където - енергията на всички дължини на вълните, излъчвани от тялото с течение на времето ,

Енергийна тяло осветеност

( )

където - площта на излъчващата повърхност на тялото.

Спектралната плътност на излъчване (излъчвателна)

,

където - излъчване на енергия в обхвата на дължина на вълната от за ,

Стефан-Болцман

,

където - Stefan-Boltzmann константа; - температурата на абсолютно черно тяло (a.ch.t.).

закон Wien е изместване

,

където - дължина на вълната, съответстваща на максималната a.ch.t спектралната плътност излъчване. - постоянни вина.

фотонна енергия

,

където - константата на Планк; - честота на вълната.

формула на Планк

,

Айнщайн уравнение за външния фотоефект

,

където - енергията на един фотон инцидент на метала; - електрон работа функцията на метал; - максималната кинетична енергия на фотоелектронна.

"Червено ръба" на фотоелектричния ефект за даден метал

; ,

Като се има предвид връзката на масата и енергията , Намери масата и инерцията на фотона

; ; защото ,

Промяна рентгенова дължина на вълната в Compton разсейване

,

където - дължина на вълната на инцидента и разсеяна радиация; - ъгъл на разсейване; - Compton дължина на вълната. В разсейване от електрони ,

Пример 1. От два S 1 и S 2 последователни източници ( ) лъчи попадат на екрана. шарката на интерференция се наблюдава на екрана. Когато пътя на лъча перпендикулярна го поставя сапун филм ( ), Модел намеса е обърната. При по-ниска дебелина филмът е възможно това?

дадено: ; ,

Намерете: ,

Решение. Промяната на модела намеса на обратното означава, че в тези области от екрана, където намеса наблюдавани максимуми, са наблюдавани минимуми на смущения. Такава промяна на модела на смущения е възможно при смяна на оптичен път разликата за нечетен брой на половината дължина на вълната, т.е.. E.

(1)

където Δ 1 - оптичен път разлика за вземане на филм; Δ 2 - оптичен път разлика от греди на същия филм след прилагане; к = 0, ± 1, ± 2, ....

Най-малката дебелина г мин съответства К = 0. В тази формула (1) става

, (2)

Ние експресира оптичен път разликата Δ 2 и Δ 1. От Фигура 20 Описания следва:

,

,

Заместването експресия Δ 1 и 2 Δ във формулата (2):

,

или ,

От това можем да получите ,

Заместването на числени стойности, ние откриваме

, Фигура 20.

Пример 2. В дифракционната решетка нормално своята повърхност изложено на светлина с дължина на вълната 550 нм. Към екрана намира на решетка разстояние на 1 м, с обектив разположен близо до решетката, модела на дифракция се очаква, където първият основния пик се наблюдава на разстояние 12 cm от центъра.



Определяне на: 1) решетка период; 2) броят на ударите на 1 см от дължината му; 3) общ брой на максимуми дадено от решетката; 4) на ъгъла на дифракция, съответстващ на последната връх.

дадено: ; ; ; ; ,

дефинират: , , , ,

Фигура 21.

Решение. 1) От състоянието на основните върхове

, (2.1)

Намерете решетка период

, (2.2)

От Фигура 21 следва,

,

защото след това ,

След това (2.2) е под формата

,

Нека да замени числовите стойности

,

2) броя на «п» инсулти на

,

3) Тъй като най-големият ъгъл на отклонение греди на решетката не може да бъде повече от 90 0, състоянието (2.1) може да се намери

,

Тъй като броят Тя трябва да е цяло число.

Общ брой максимуми дадено от решетката на дифракция

,

От върховете се наблюдават, както наляво и надясно на централния връх (единица отчита централната максимума)

,

4) на ъгъла на дифракция, съответстващ на последната връх, ние откриваме посочва състояние (2.1) като

,

Дето

,

Заместването на числени стойности, получаваме

,

Пример 3. Природен светлинен лъч попада на полираната повърхност на стъклената пластина, потопен в течност. Отразеният сноп от подложката се завърта на ъгъл по отношение на падащата светлина (Фигура 22).

Фигура 22.

Определяне на пречупване на течността, ако отразената светлина е поляризирана, колкото е възможно.

дадено: ; ; ,

Намерете: ,

Решение. Според закона Брюстър светлинния лъч отразена от диелектрик, максималната поляризирана ако

,

Според състоянието на проблем отразения лъч се завърта на ъгъл в сравнение с падащи лъчи. Тъй като ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение, на

,

получавам ,

тук ,

Осъществяване на заместване на числени стойности, получаваме

,

Пример 4. Изследване на слънчевата радиация спектър показва, че максималната спектрална плътност съответства на дължината на вълната на излъчване А. Като Слънцето за черно тяло, да се определи:

1) температура на повърхността на слънцето;

2) слънчева енергия осветеност;

3) енергия на потока, излъчвана от слънцето;

4) Теглото на електромагнитните вълни (всички дължини на вълните), излъчвани от слънцето в една секунда.

дадено: Å ; ; ; ;

,

Намерете: , ,, ,

Решение.

1. Температурата на повърхността на Слънцето се намери закон изместване Wien е

,

тук ,

,

2. излъчване абсолютно черно тяло се изразява чрез Stefan-Болцман

,

,

3. поток на енергия Излъчвана от слънцето е

,

където - площ Sun

,

където - радиус на Sun.

По този начин, ние се

,

Нека да замени числовите стойности

,

4. Тежестта на електромагнитните вълни (всички дължини на вълните) се определя чрез прилагане на закона

,

Енергията на електромагнитните вълни е

,

Ето защо,

,

тук

,

Заместването на числени стойности, ние откриваме

,

Пример 5. Определяне постоянна Планк Ако е известно, че фотоелектроните освободени от металната повърхност от светлина с честота Напълно запазен обратния потенциал И изважда светлината с честота - потенциал ,

дадено: ; ;

; ;

,

Намерете: ,

Решение. На фотоелектроните са хванати в капан от електрическо поле, ако действието на електрическото поле в тяхното инхибиране

ще бъде равна на (или по-голямо от) максималната кинетична енергия на тези фотоелектроните, когато те се отклоняват от метал

, (5.1)

След това формулата на Айнщайн за фотоефекта

,

Като се има предвид формулите и (5.1), уравнението е под формата

,

Прилагането на тази формула за всяко от тези условия, в случаите, получаваме система от две уравнения

Дето

,

Заместването на дадените числените стойности, получаваме

,

Пример 6. Определяне на енергия и инерцията на електрона откат в Compton ефект, ако фотон ( ) Се разпръснат през ъгъл ,

дадено: ; ; ,

Намерете: , ,

Решение. Енергията на електрона на откат е равна на енергията разликата между инцидента и разпръснати фотоните

, (6.1)

Чрез Compton формула

, (6.2)

Заместването уравнение (6.2) в (6.1) и факта, че , Ние откриваме

,

Заместването на числени стойности, получаваме

,

,

Според закона за запазване на инерцията, ние имаме

(6.3)

където - пулс електрон откат - разпръснати фотон пулс, - инерцията на фотона на инцидент.

Като се има предвид състоянието на проблема , Можем да напишем уравнение (6.3) в скаларна форма

или , (6.4)

Импулси на инцидента и разпръснати фотони са

; , (6.5)

Замествайки (6.5) в (6.4), получаваме

,

Нека да замени числовите стойности

,

,

задачи

5.01. На тънък филм с дебелина глицеринова , Normal към повърхността на белите леки водопада. Определяне на дължини на вълните на видимата част от лъчи спектър ламбда ( ), Която ще бъде отслабена, в резултат на смущения.

5.02. На стъклена плоча, покрита с тънък слой от прозрачен материал с индекс на пречупване , Плочата е осветен с греда на паралелен лъчи с дължина на вълната Падащи до чинията нормално. Какво минимална дебелина трябва да има слой, който отразява лъчите имат най-малката яркостта?

5.03. разстояние L от процепите на екрана в експеримент Янг е 1,5 м. Определяне на разстоянието между г процепите, ако дължината на сегмента годен тъмни ресни. дължина на вълната ,

5.04. На сапун филм в посока нормална монохроматична светлина дължина на вълната е инцидент своята повърхност , Отразената светлина от филма максимално повишена поради смущения. За да се определи минимална дебелина филм. Индексът на вода и сапун пречупване ,

5.05. А плоско стъкло се поставя върху изпъкналата страна на стъклото на плоскоизпъкнал. Над обектива се осветява с монохроматична светлина с дължина на вълната , Намерете радиус R на лещата, ако радиуса на Нютон звъни осми тъмно в отразената светлина ,

5.06. Между стъклената пластина, разположена върху него и леща плоско е течност. Намери индекса на пречупване п течността, ако радиусът осмия тъмно Newton пръстен, когато се гледа в отразена светлина дължина на вълната равна на 2 mm. Радиусът на кривината на лещата ,

5.07. Плоскоизпъкнал обектив на фокусно разстояние Той е разположен върху изпъкналата страна на стъклената пластина. Радиус пети тъмни Нютон пръстени в отразената светлина , Определяне на дължината на вълната на светлината λ.

5.08. В решетка повърхността нормално да си повърхностни монохромни леки падания. Постоянен решетка

пъти дължината на вълната на светлината. Намерете общия брой M на дифракционните пикове, което е теоретично възможно да се наблюдава в настоящия случай.

5.09. Дифракционна решетка е нормално инцидент паралелно лъч бяла светлина. Спектрите на втория и третия ред частично се припокриват един с друг. На каква дължина на вълната в спектъра на втория ред се налага лилаво граница ( ) Спектър на третия ред?

5.10. Постоянен решетка пъти по-голяма от дължината на вълната на светлината монохромна светлина обикновено инцидент на повърхността си. Определя ъгълът а между две първи симетричен дифракция максимуми.

5.11. Дифракционна решетка, съдържаща линии на милиметър, е нормално инцидент бяла светлина. Спектърът се очаква поставен в близост до решетка обектива на екрана. L Дължината на първия спектър ред на екрана, ако разстоянието от обектива на екрана , Границите на видимия спектър: , ,

5.12. Разстоянието между каналите на решетката , На мрежата обикновено падаща светлина с дължина на вълната , Максимална от най-висока дава тази скара?

5.13. Дифракционна решетка е нормално инцидент светлинен лъч. дифракционния ъгъл за линията на натрий ( ) В първия спектър цел е установено, че , Някои линия в спектъра дава ъгъл на дифракция втори ред , Виж дължината на вълната на този ред и броят на линии на 1 mm решетка.

5.14. Светлинен лъч пътуване в стъклен контейнер с вода, се отразява от дъното на съда. В някои ъгъл и 1 капка отразен лъч поляризирана максимална?

5.15. Ъгълът α между равнините на поляризатори (полароидни) е равна на 60 0. Естествената светлина, минаваща през такава система е отслабена време. Игнорирайки загуба на светлина от отражение за определяне коефициента на поглъщане к в светли поляризатори.

5.16. Разположен между кръстосани призми Nicol дебелина кварцова плоча , В резултат на зрително поле, поляриметъра на е възможно светлина. Определя въртене константа α кварцов за монохроматична светлина, използван в експеримента.

5.17. Светлинният лъч преминава от водата в чашата, така че светлина, отразена от повърхност между тези среди е максимално поляризирана. Определете у ъгълът между инцидента и пречупват лъчите.

5.18. Светлинният лъч преминава последователно през два Nicol призма, главните повърхности на които образуват ъгъл , Ако приемем, че коефициентът на поглъщане на к е 0.1 всяка Никол намери колко пъти гредата излизане от втората Никол призмата, е отслабена в сравнение с сноп, който в първия Никол.

5.19. Ъгълът на падане на лъча на повърхността на течността , Отразеният лъч е поляризирана, колкото е възможно. определи ъгълът пречупване лъч.

5.20. Thick кварцова плоча поставен между успоредните nicols, при което монохроматичен равнина поляризирана светлина превърнати от ъгъл , Какво тънкият трябва да вземат една чиния в зрителното поле на поляриметър е напълно тъмно?

5.21. Определяне на температурата Т и излъчването абсолютно черно тяло радиация енергия, ако максималната настъпва при дължина на вълната ,

5.22. абсолютно черно тяло радиация поток , Максималната енергия на облъчване се извършва при дължина на вълната , определяне на площта излъчващата повърхност.

5.23. телесна повърхност се нагрява до температура от 1000 К. След това половината от тази повърхност се нагрява до 100 К, а другият се охлажда до 100 К. Колко пъти ще се промени излъчване повърхност на този орган?

5.24. Как и колко време ще се промени потока на излъчване на абсолютно черно тяло, ако максимално излъчване на енергия се движи с червена рамка на видимия спектър ( ) Да лилаво ( )?

5.25. Колко енергия излъчва 1 cm 2 от затвърди преднината с 1? Съотношението на излъчване олово повърхност и на абсолютно черно тяло температура за тази приема равно на 0.6.

5.26. А абсолютно черно тяло е при температура , В резултат на това охлаждане на дължината на вълната на тялото, при което максималната спектрална плътност на излъчване променен на , До каква температура охлаждане на тялото?

5.27. От гледане на пещ, излъчвана малко поток прозорец , Определяне на температурата Т на пещта, ако зоната на отваряне ,

5.28. А абсолютно черно тяло при температура , Това ще бъде телесна температура Т2, ако резултатът от топлина увеличение радиация поток в път?

5.29. радиация силата на абсолютно черно тяло е 10 кВт. Виж площта на излъчващата повърхност на тялото, ако е известно, че дължината на вълната, при която максимална спектрална плътност на неговото излъчване е равна на 700 пМ.

5.30. радиация силата на абсолютно черно тяло е 34 кВт. Виж тази телесна температура, ако е известно, че повърхността му е 0.6 m 2.

5.31. Фотоелектрически праг за цезий , Определя се максимална кинетична енергия на фотоелектроните Т в електронволта, ако цезиев попадат лъчи с дължина на вълната ,

5.32. В слънчевата клетка с катода на рубидий падане лъчи с дължина на вълната , Намерете най-малката стойност потенциал задържане разликата Това трябва да се приложи към фотоклетката да спре фототок.

5.33. На повърхността на метала пада монохромни лъчи с дължина на вълната , фотоелектрически праг , Каква част от енергията на фотона се изразходват по електронната кинетична енергия?

5.34. Фотонът с енергия Тя пада на цинков плоча и причинява фотоелектричния ефект. Определяне на инерция р получава плоча, като се предполага, че посоката на движение и фотон фотоелектронна лежат на една линия, перпендикулярна на повърхността на вафла.

5.35. Металната плоча е насочен лъч на ултравиолетови лъчи ( ). В фототока се прекратява с минимално задържане потенциална разлика , За да се определи работата функция на електроните на метал А.

5.36. Рентгенови лъчи ( ) Разпръснати електрони, които могат да се считат за практически безплатно. Определя се максималната дължина на вълната Рентгенови лъчи в разсеяна светлина.

5.37. определи ъгълът , Който беше разпръсната с енергия ефекта на Комптън, ако кинетичната енергия на електрона на откат ,

5.38. В резултат на това, ефектът Compton на свободни електрони с енергия на един фотон Тя е разпръснат на ъгъл , определяне на енергията разпръснатото фотона.

5.39. фотон senergiey Тя е разпръсната в ефекта на Комптън от свободен електрон под ъгъл , Определя T кинетичната енергия на електрона на откат.

5.40. Каква част от енергията на фотона е ефектът Compton на електрона на откат, ако фотона е разпръснат на ъгъл ? фотон преди разсейване на енергия ,

Физика на атомите и основите на ядрената физика