Физика. Иродов Е.А. Тепловое излучение. Квантовая природа света.

В данной главе представлены задачи по физике из раздела Тепловое излучение. Квантовая природа света задачника Иродова Е.А.

5.247 Имеется два абсолютно черных источника теплового излучения. Температура одного из них T

5.248 Энергетическая светимость абсолютно черного тела M

5.249 Излучение Солнца по своему спектральному составу близко к излучению абсолютно черного тела, для которого максимум испускательной способности приходится на длину волны 0,48 мкм. Найти массу, теряемую Солнцем ежесекундно за счет излучения. Оценить время, за которое масса Солнца уменьшится на 1%.

5.250 Найти температуру полностью ионизованной водородной плазмы плотностью ρ = 0,10 г/см

5.251 Медный шарик диаметра d = 1,2 см поместили в откачанный сосуд, температура стенок которого поддерживается близкой к абсолютному нулю. Начальная температура шарика Т

5.252 Имеются две полости (рис. 5.39) с малыми отверстиями одинаковых диаметров d = 1,0 см и абсолютно отражающими наружными поверхностями. Расстояние между отверстиями l = 10 см. В полости 1 поддерживается постоянная температура T

5.253 Полость объемом V = 1,0 л заполнена тепловым излучением при температуре Т = 1000 К. Найти:

5.255 Получить с помощью формулы Планка приближенные выражения для объемной спектральной плотности излучения u

5.257 Найти с помощью формулы Планка мощность излучения единицы поверхности абсолютно черного тела, приходящегося на узкий интервал длин волн Δλ = 1,0 нм вблизи максимума спектральной плотности излучения, при температуре тела Т = 3000 К.

5.258 На рис. 5.40 показан график функции y (x), которая характеризует относительную долю общей мощности теплового излучения, приходящуюся на спектральный интервал от 0 до x. Здесь x = λ/λ

5.260 Точечный изотропный источник испускает свет с λ = 589 нм. Световая мощность источника P = 10 Вт. Найти:

5.261 Показать с помощью корпускулярных представлений, что импульс, переносимый в единицу времени плоским световым потоком, не зависит от его спектрального состава, а определяется только потоком энергии Ф

5.262 Лазер излучил в импульсе длительностью τ = 0,13 мс пучок света с энергией E = 10 Дж. Найти среднее давление такого светового импульса, если его сфокусировать в пятнышко диаметром d = 10 мкм на поверхность, перпендикулярную к пучку, с коэффициентом отражения ρ = 0,50.

5.263 Короткий импульс света с энергией E = 7,5 Дж в виде узкого почти параллельного пучка падает на зеркальную пластинку с коэффициентом отражения ρ = 0,60. Угол падения ϑ = 30°. Определить с помощью корпускулярных представлений импульс, переданный пластинке.

5.264 Плоская световая волна интенсивности I = 0,20 Вт/см

5.265 Плоская световая волна интенсивности I = 0,70 Вт/см

5.267 В K-системе отсчета фотон с частотой ω падает нормально на зеркало, которое движется ему навстречу с релятивистской скоростью V. Найти импульс, переданный зеркалу при отражении фотона:

5.270 При увеличении напряжения на рентгеновской трубке в η = 1,5 раза длина волны коротковолновой границы сплошного рентгеновского спектра изменилась на Δλ = 26 пм. Найти первоначальное напряжение на трубке.

5.272 Найти длину волны коротковолновой границы сплошного рентгеновского спектра, если скорость электронов, подлетающих к антикатоду трубки, v = 0,85с, где с — скорость света.

5.273 Определить красную границу фотоэффекта для цинка и максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с его поверхности электромагнитным излучением с длиной волны 250 нм.

5.274 При поочередном освещении поверхности некоторого металла светом с длинами волн λ

5.275 До какого максимального потенциала зарядится удаленный от других тел медный шарик при облучении его электромагнитным излучением с длиной волны λ = 140 нм?

5.277 Электромагнитное излучение с длиной волны λ = 0,30 мкм падает на фотоэлемент, находящийся в режиме насыщения. Соответствующая спектральная чувствительность фотоэлемента J = 4,8 мА/Вт. Найти выход фотоэлектронов, т. е. число фотоэлектронов на каждый падающий фотон.

5.278 Имеется вакуумный фотоэлемент, один из электродов которого цезиевый, другой — медный. Определить максимальную скорость фотоэлектронов, подлетающих к медному электроду, при освещении цезиевого электрода электромагнитным излучением с длиной волны 0,22 мкм, если электроды замкнуть снаружи накоротко.

5.283 Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеивающее вещество. При этом длины волн излучения, рассеянного под углами ϑ

5.284 Фотон с энергией hω = 1,00 МэВ рассеялся на свободном покоившемся электроне. Найти кинетическую энергию электрона отдачи, если в результате рассеяния длина волны фотона изменилась на η = 25%.

5.285 Фотон с длиной волны λ = 6,0 пм рассеялся под прямым углом на покоившемся свободном электроне. Найти:

5.286 Фотон с энергией hω = 250 кэВ рассеялся под углом ϑ = 120° на первоначально покоившемся свободном электроне. Определить энергию рассеянного фотона.

5.287 Фотон с импульсом p = 1,02 МэВ/c, где c — скорость света, рассеялся на покоившемся свободном электроне, в результате чего импульс фотона стал p' = 0,255 МэВ/c. Под каким углом рассеялся фотон?

5.289 Найти длину волны рентгеновского излучения, если максимальная кинетическая энергия комптоновских электронов T

5.290 Фотон с энергией hω = 0,15 МэВ рассеялся на покоившемся свободном электроне, в результате чего его длина волны изменилась на Δλ = 3,0 пм. Найти угол, под которым вылетел комптоновский электрон.

5.291 Фотон с энергией, в η = 2,0 раза превышающей энергию покоя электрона, испытал лобовое столкновение с покоившимся свободным электроном. Найти радиус кривизны траектории электрона отдачи в магнитном поле B = 0,12 Т. Предполагается, что электрон отдачи движется перпендикулярно к направлению поля.