ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА



Рівень А

№277

Закон прямолінійного поширення світла підтверджується існуванням тіні, сонячних та місячних затемнень.

№ 278

Дано:

? = 20º

α — ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

3 геометричної побудови видно, що α+ α + ? = 90º

2α + ? = 90º

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: дзеркало потрібно розташувати під. кутом 35º’ до горизонту.

№ 279

Дано:

α1 = 20°

α2= 35°

Δφ

– ?

Розв’язання:

Оскільки кут відбивання дорівнює куту падіння, то кут між падаючим і відбитим пучками дорівнює: ?1 = 2α1, ?2 = 2α2, Δ? = ?2 – ?1 = 2(α2 – α1) = 2(35º – 20º) = 30º.

Відповідь: кут між падаючим та відбитим пучками збільшиться на 30º.

№ 280

Дано:

γ = 27º

N = 1,7

α – ?

Розв’язання:

Згідно з законом заломлення світла: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Sin α = sin γ , α = arcsin(n sin γ) = arcsin(l, 7 sin 27°) = 50°

Відповідь: кут падіння променя 50º.

№ 281

cellpadding="0" width="100%">

Дано:

α1 = 60º

γ1 = 40°

γ2 = 45°

N – ?

α2 — ?

Розв’язання:

Згідно з законом заломлення світла:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Оскільки ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА то sin а2 = n sin γ2

α2 = arcsin (n sin γ2) = arcsin (1,35 x sin 45º) = 73º

Відповідь: показник заломлення води 1,35, кут падіння променя 73°.

№ 282

Дано:

γ = 45º

Nс =1,5

Nв = 1,33

α – ?

Розв’язання:

Згідно з законом заломлення світла: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: кут падіння променя 53°.

№ 283

Зображення людини знаходиться на такій же відстані від дзеркала, що й людина, тобто 5 м. Отже, відстань від людини до її зображення 10 м. Якщо дзеркало відсунути на 2 м, то відстань від людини до дзеркала стане 7 м, а до її зображення 14 м.

№ 284

Оскільки поверхню озера можна вважати плоским дзеркалом, то зображення дерев буде прямим.

№ 285

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

№ 286

Дано:

Na = 2,4

Nп = 1,5

α0.а — ?

α0.п — ?

Розв’язання:

Граничний кут повного відбивання визначається зі співвідношення: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: граничний кут повного відбивання для алмазу 24º, для плексигласу 42°.

№ 287

Дано:

α0 = 47°

N – ?

Розв’язання:

Визначимо показник заломлення спирту з формули для граничного кута: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: показник заломлення спирту 1,4.

Рівень В

№ 288

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Лінійні розміри зображення не змінюються, у міру віддалення людини та завжди дорівнюють її лінійним розмірам.

№ 289

Кут заломлення більший від кута падіння у випадку, коли промінь переходить із оптично більш густого середовища в оптично менш густе. В цьому випадку кут заломлення може змінюватися від 0° до 90°, а кут падіння від 0º до α0. α0 — граничний кут повного відбивання, який залежить від показника заломлення середовища: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

№ 290

Дано:

H = 182 см

Lmin – ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Зображення людини А2В2 – уявне та знаходиться на такій же відстані від дзеркала, що й людина А1В1.

Проводячи прямі, що з’єднують “очі” (точка О) з точками А2 та В2, знаходимо мінімальну довжину дзеркала, яка є серединою лінією трикутника А2ОВ2.

Оскільки А2В2 = А1В1 = h, то ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: [lmin] = см.

Знайдемо, числове значення: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: мінімальна довжина дзеркала 91 см.

№ 291

Дано:

α = 60º

А = 10 см

L – ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Трикутник ABC – прямокутний. l — гіпотенуза.

Отже,

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: [l] – см. Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: відстань між падаючим і відбитим пучками 12 см.

№ 292

Дано:

H = 3,8 см

α = 30º

N = 1,33

L – ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відстань від місця входу пучка до місця його виходу з води дорівнює: l = 2а,

Де а = htgγ, l = 2htgγ.

Згідно з законом заломлення світла ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: [l] = см.

Знайдемо числове значення: l = 2 х 3,8 х tg 22º = 3 (см). Відповідь: промінь вийде на відстані 3 см від точки падіння.

№ 293

Дано:

H = 40 см

α = 60º

N = 4/3

L – ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Камінь знаходиться в точці А. Палиця увіткнеться в точку В. Тоді l = OB – ОА. ОВ = h tga, ОА = h tgγ.

Згідно з законом заломлення світла: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

L = htga – htgγ = h(tgα – tgγ).

Перевіримо одиницю фізичної величини: [l] = см.

Знайдемо числове значення:

L = 40 (tg 60º – tg 40º) = 35,6 (см).

Відповідь: палиця увіткнеться в дно на відстані 35,6 см від каменя.

№ 294

Дано:

α = 30º

H = 2 см

N = 1,5

Δx – ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Бічне зміщення Δх визначимо з трикутника

ACD: Δх = ACsin?

Оскільки? =α – γ, то Δх = ACsin (α – γ)

Згідно з законом заломлення світла: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

З трикутника ABC визначимо: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ТодіОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: [Δx] = см.

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: бічне зміщення променя 4 мм.

№ 296

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

№ 297

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

№ 298

Для того, щоб спрямувати світловий потік якомога далі, лампочку треба розташувати в фокусі рефлектора фари (рис. а).

А) ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Для того, щоб спрямувати світловий потік близько вниз лампочку треба розташувати у верхній частині рефлектора між фокусом і оптичним центром (рис. б).

Б) ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Для того, щоб спрямувати світловий потік близько вгору лампочку треба розташувати у нижній частині рефлектора між фокусом і оптичним центром (рис. в).

В) ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

№ 299

Дано:

α = 90°

N = 1,33

γ — ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Аквалангіст буде бачити Сонце під кутом: ? = α – γ.

Згідно з законом заломлення світла: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

γ = arcsin 0,75 = 49°, Тоді? = 90° – 49° = 41°.

Відповідь: аквалангіст буде бачити Сонце під кутом 41° до горизонту

№ 300

Дано:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

N = 1,5

α0 – ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Кут падіння променя на грань АС дорівнює: α = 90° – ?

З геометричної побудови знайдемо?:

? = 90° – 30° = 60º

Тоді α = 90° – 30º = 60°.

Якщо кут падіння менший за граничний кут для скла, то промінь заломиться і знайдемо граничний кут повного відбивання для скла: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Оскільки α < α0, то промінь заломиться.

Відповідь: промінь заломиться.

Рівень А

№ 301

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

На поверхні мильної бульбашки спостерігається інтерференція білого світла на тонкому клині.

№ 302

На поверхні тонкого шару бензину спостерігається інтерференція білого світла на тонкому клині.

№ 303

Широкий пучок світла складається з певної кількості вузьких пучків, які після проходження крізь призму розкладаються на спектр. В центрі зображення спектри окремих пучків накладаються утворюючи знову біле світло. Забарвленими виявляються лише краї, на які потрапляє спектр крайніх пучків.

№ 304

Дано:

λ = 0,4 мкм = 4 х 10-7 м Δd = 0,5 мм = 5 х 10-4 м

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Розв’язання:

В точці буде спостерігатися максимум, якщо різниця ходу дорівнює цілому числу довжин хвиль:

Δd = kλ, де k = 0, 1, 2, … ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

В точці буде спостерігатися мінімум, якщо різниця ходу дорівнює непарному числу півхвиль. ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: буде спостерігатися максимум інтерференції.

№ 305

Дано·.

X = 550 нм = 55 х 10-8 м k = 2

D = 20 мкм = 2 х 10-5 м

? — ?

Розв’язання:

Умова максимуму дифракційної картини від гратки:

D sin? = kλ.

Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: кут відхилення Зº.

№ 306

Дано:

? = 2º30′

λ = 435 нм

K= 1

D – ?

Розв’язання:

Умова максимуму дифракційної картини від гратки:

D sin? = kλ. Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА де sin 2º30′ = 0,044.

Перевіримо одиницю фізичної величини: [d] = нм.

Знайдемо числове значення: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: період дифракційної гратки 10 мкм.

№ 307

Дано:

λ = 0,5 мкм = 5 х 10-7 м 1 = 2 мм = = 2 х 10-3 м

D1 = 2 м

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Різниця ходу двох хвиль: Δd = d2 – d1. Оскільки d2 – гіпотенуза трикутника AS1S2, то ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

В точці А буде спостерігатися світло, якщо різниця ходу дорівнює цілому числу

Довжин хвиль Δd = kλ, де k = 0, 1, 2, … ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

В точці А буде спостерігатися темрява, якщо різниця ходу дорівнює непарному числу півхвиль: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Отже, буде спостерігатися максимум інтерференції. Відповідь: в точці А спостерігатиметься світло.

№ 308

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Оскільки кут падіння променя на першу бічну грань призми дорівнює 0º, то на ній заломлення не відбудеться. Проте на другу бічну грань промінь падає під певним кутом а, який не дорівнює 0°. Оскільки світло різних частот має різний показник заломлення, то на екрані буде спостерігатися спектр.

№ 309

Зі збільшенням температури нитки розжарювання довжина хвилі, на яку приходиться максимум випромінювання буде зменшуватися.

Спочатку (при температурі близько 500ºС) спіраль буде світитися червоним, а потім поступово зміниться на жовтий.

№ 310

Дано·.

С = З х 108 м/с

Nв =1,33

Пс =1,5

?в – ?

?с – ?

Розв’язання:

Швидкість світла в середовищі залежить від його показника

Заломлення співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: швидкість світла у воді у склі ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

№ 311

Майже вся поверхня Антарктиди вкрита снігом, який відбиває більшу частину сонячних променів, а отже, й тепла, яке вони переносять.

№ 312

Металізована поверхня відбиває більшу частину інфрачервоного випромінювання, яке переносить тепло. Таким чином, цей одяг захищає робітників від опіків і перегрівання.

Рівень В

№ 313

Дано:

V = 600 ТГц = 6 х 1014 Гц с = 3 х 108м/с

L = 1м

N – ?

Розв’язання:

Кількість довжин хвиль, що поміщається на відрізку знайдемо з співвідношення: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Довжина хвилі пов’язана з частотою: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: в одному метрі поміщається 2 х 106 довжин хвиль.

№ 314

Дано:

V = 400 ТГц = 4- х 1014 Гц λ = 0,51 мкм = 51 х 10-8 м? – ?

Розв’язання:

Швидкість хвилі пов’язана з частотою та довжиною хвилі співвідношенням: ? = λν

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: швидкість світла в воді 204 м/с.

№ 315

Дано:

λ = 490 нм = 49 х 10-8 м

N = 1,35

H – ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Від найближчої до спостерігача точки поверхні мильної бульбашки світло відбивається перпендикулярно.

У випадку відбивання світлової хвилі від оптично більш густого середовища втрачається півхвилі.

Отже, оптична різниця, ходу дорівнює: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Оскільки АВ = ВА = h, то ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Умова інтерференційного максимуму: Δd = kλ

Тоді нехай k = 1. ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: [h] = м.

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: товщина плівки мильної бульбашки 90 нм.

№ 316

Дано:

L = 1 м

λ = 650 нм = 65 х 10-8 м

А = 26 см = 26 х10-2 м

K = 1

D – ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Умова максимуму дифракційної картини від гратки:

D sin? = kλ, оскільки k= 1, то d sin? = λ. Оскільки відстань до екрана порівняно з сталою решітки надзвичайно велика, то кут? дуже малий.

Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відстань між двома максимумами першого порядку

А = 2h, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: період дифракційної гратки 5 мкм.

№ 317

Дано:

D = 5 мкм = 5х 10-6 м

K = 1

H = 60 мм = 6 х 10-2 м

L = 50 см = 0,5 м

λ – ?

Розв’язання:

Умова максимуму дифракційної картини від гратки:

D sin? = kλ, оскільки k = 1, то d sin? = λ.

Оскільки відстань до екрана порівняно з сталою решітки набагато більша, то кут? дуже малий.

Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: довжина світлової хвилі 600 нм.

№ 318

Кольорові кільця під час туману навколо ліхтарів спричинені дифракцією світлових променів на краплинах води, що містяться в повітрі.

№ 319

Для того, щоб усунути відбите світло, потрібно подивитися на воду через поляроїд.

№ 320

Якщо помітити поляроїд між джерелом світла і краплями ртуті, то при певному положенні поляроїда відблиски можна повністю погасити.

№ 321

Ширина спектру залежить від заломного кута. Оскільки ці кути у призм однакові, то й ширина центрів не зміниться. Від показника заломлення залежить тільки висота розміщення спектру на екрані.

№322

При переході світла із повітря у скло, частота коливань не змінюється, швидкість

Поширення світла зменшується: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Довжина хвилі також зменшується: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

№ 323

Дано·.

L = 10 мм = 10-2 м

N = 2000

λ = 450 нм = 45 х 10-3 м

K1 = 1

K2 = 2

Δ? – ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Умова максимуму дифракційної картини від гратки:

D sin?1 = k1λ = λ.

D sin?2 = k2 λ = 2λ.

Кут між напрямами спостереження максимумів першого і другого порядків: Δ? = ?1 – ?2. Період дифракційної гратки – це довжина щілини зі штрихом. Тобто ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Тоді

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Отже, Δ? = 10º – 5º = 5°

Відповідь : кут між напрямами спостереження максимумів першого і другого порядків 5º.

№ 324

Дано:

K = 1

λ2 = 760 нм = 76 х 10-8 м λ1 = 380 нм = 38 х 10-8 м l = 1,5 м

D – 10 мкм = 10-5 м

Δh – ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Умова максимуму дифракційної картини від гратки:

D sin?1 = kλ1

D sin?2 = kλ2

Оскільки k = 1, то d sin?1 = λ1, d sin?2 = λ2

Оскільки відстань до екрана порівняно з сталою гратки набагато більша, то кути?1та?2 дуже малі. Отже:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Ширина всього спектру першого порядку дорівнює:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: ширина спектру першого порядку 57 мм.

№325

Дифракційний спектр отримують за допомогою дифракційної гратки, а дисперсійний за допомогою призми. Перший метод заснований на огинанні світловими хвилями перешкод, а другий на залежності показника заломлення від частоти. За зовнішнім виглядом дифракційний спектр відрізняється тим, що максимуми розміщуються в порядку від більших частот до менших (від фіолетового до червоного). У дисперсійному спектрі частоти розміщені у зворотному порядку.

№326

В день сонячні промені падають під малими кутами до атмосфери n частинки в повітрі розсіюють короткі довжини хвиль (фіолетові, сині, блакитні, зелені), а результуючий колір буде блакитним.

Під час сходу чи заходу сонця промені. проходять більший шлях в атмосфері, короткі довжини хвиль майже повністю відбиваються і до спостерігача доходять лише промені з великою довжиною хвилі (оранжеві, червоні).

№ 327

Ртутні УФ лампи випромінюють переважно в ультрафіолетовому діапазоні, а скло поглинає ультрафіолетове випромінювання.

Під час горіння кварцових ламп відчувається запах озону, бо під впливом УФ випромінювання кисень перетворюється на озон.

Рівень А

№ 328

Збільшення освітленості призводить до збільшення фотоструму насичення, а отже, і кількості електронів, що вилітають з поверхні тіла. Це пов’язано з тим, що зростає кількість фотонів, які падають на поверхню за одиницю часу.

№ 329

Зовнішній фотоефект – це емісія електронів з поверхні речовини під дією світла. Внутрішні фотоефект – це зростання електропровідності напівпровідників під дією світла.

№ 330

Від частоти випромінювання залежить початкова швидкість фотоелектронів. Чим більшу частоту має електромагнітне випромінювання, тим більшу енергію мають фотони Е = hv. Отже, збільшується початкова швидкість фотоелектронів:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

№ 331

Дано:

λ0 = 530 нм = 53 х 10-8 м

С = 3 х 108 м/с

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

Авих – ?

Розв’язання:

Червона мета фотоефекту пов’язана з роботою виходу

Співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Оскільки довжина хвилі ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА то ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Оскільки 1 еВ = 1,6 х 10-19 Дж, то ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: робота виходу із натрію 0,38 х 10-19 Дж або 2 еВ.

№ 332

Дано:

ν0 = б х 1014 с-1

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

Авих – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для червоної межі фотоефекту має вигляд: hv0 = Авих.

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Авих = 6,63 X 10-34 х 6 х 1014 = 40 х 10-20 (Дж) = 4 х 10-19 (Дж). Відповідь: робота виходу електронів 4 X 10-19 Дж.

№ 333

Дано:

Авих = 4,5 еВ = 7,2 х10-19 Дж

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

ν0 – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для червоної межі фотоефекту має вигляд: hv0 = Авих.

Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: мінімальна частота, за якої відбувається фотоефект в вольфрамі 1,1 х 1015 Гц.

№ 334

Дано:

Авих = 4,2 еВ =

= 6,72 х 10-19 Дж

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

С =- 3-х 108 м/с

λ0 – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для червоної межі фотоефекту має вигляд: hv0 = Авих.

Довжина хвилі пов’язана з частотою випромінювання

Співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: максимальна довжина хвилі, що зумовлює фотоефект в цинку З00 нм.

№ 335

Маса фотона пропорційна частоті електромагнітного випромінювання: m ~ v. Оскільки частота x-випромінювання більша за частоту ультрафіолетового, то й маса фотонів γ-променів буде більшою.

№ 336

Дано:

λ1 = 0,75 мкм = 7,5 х 10-7 м

λ2 = 0,4 мкм = 4 х 10-7 м

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с

E1 – ?

Е2 – ?

Розв’язання:

Енергія фотона: Ε1 = hv1, Е2 = hν2.

Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного

Випромінювання співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: Знайдемо числове значення: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: енергія фотонів, які відповідають найдовшим хвилям 2,7 х 10-19Дж, найкоротшим – 5 х 10-19 Дж.

№ 337

Дано:

M = 4 х 10-36 кг

С = 3 х 108 м/с

H = 6,63 х 10-34 Дж х c

P – ?

λ – ?

Розв’язання :

Оскільки фотон рухається зі швидкістю світла, то його імпульс дорівнює: р =mс.

Маса фотона пов’язана з довжиною хвилі співвідношенням ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: імпульс фотонаОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА довжина хвилі випромінювання 550 нм.

№ 338

Дано:

Е = 50 кеВ = 8 х 10-15 Дж

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с

λ – ?

M – ?

Розв’язання:

Енергія фотона: E = hv.

Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного

Випромінювання співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Масу фотона знайдемо із закону взаємозв’язку маси – енергії: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: довжина хвилі випромінювання 25 пм, маса фотона 8,9 х 10-32 кг.

№ 339

Дано:

V = 30 ТГц = 3 х 1013 Гц h = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с

Е – ?

P – ?

Розв’язання:

Енергія фотона дорівнює Е = hv.

Оскільки фотон рухається зі швидкістю світла, то його імпульс дорівнює: р =mс.

Масу фотона знайдемо із закону взаємозв’язку маси – енергії: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ТодіОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

Е = 3 х 1013 х 6,63 х 10-34 = 20 х 10-21 (Дж) = 2 х 10-20 (Дж).

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: енергія фотона 2 х 10-20 Дж, його імпульс

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

№ 340

Оскільки фотон – це частинка, що має імпульс, то під час поглинання він передає свій імпульс тілу. За законом збереження набутий імпульс тіла дорівнює зміні імпульсу фотонів. Від дзеркальної поверхні фотони відбиваються і тіло отримує подвійний імпульс, а чорна – поглинає фотони і отримує вдвічі менший імпульс.

№ 341

За другим законом Ньютона зміна імпульсу тіла означає, що на тіло діє сила. Відношення сили до площі поверхні, на яку вона діє, і є тиском. Оскільки дзеркальна поверхня відбиває фотони, то тіло отримує подвійний імпульс, а чорна – поглинає, отримуючи вдвічі менший імпульс. Отже, чим повніше поверхня відбиває тиск, тим більший тиск вона на неї чинить.

№342

Біла поверхня як і дзеркальна, відбиває фотони. Тому тиск, який на неї чинить світло вдвічі більший за тиск на чорну поверхню.

Рівень В

№ 343

Фотосинтез – це процес утворення під дією світла вуглеводнів з води та вуглекислого газу із виділенням кисню в рослинах і деяких мікроорганізмах:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Завдяки фотосинтезу на Землі зберігається кругообіг вуглецю та кисню. Приєднуючи до вуглеводневого ланцюга атоми інших елементів, рослини утворюють вуглеводи, жири і білки, які необхідні для харчування людини і тварин.

№ 344

Під дією світла бромисте срібло, яким вирита фотоплівка, розкладається. Після проявлення на такій плівці утворюється негативне зображення.

№ 345

Фотоплівку для чорно-білої фотозйомки проявляють при червоному освітлені, бо енергії таких фотонів недостатньо для розкладання бромного срібла, яким покривають фотоплівку. Тому воно не впливає на вже існуюче приховане зображення.

№ 346

Дано:

λ = 0,2 мкм = 2 х 10-7 м

Авих = 4,2 еВ = 6,72 х 10 -19 Дж

Mе = 9,1 х 10-31 кг

А = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с

? – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для фотоефекту:

Hv = Aвих + Wе.

Wк = hν – Авик

Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного випромінювання співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Кінетична енергія електронів дорівнює: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: кінетична енергія фотоелектронів

3,23 х 10-19 Дж, їх швидкість 8,4 х 105 м/с.

№ 347

Дано:

λ = 2 еВ = 3,2х 10-19 Дж

Авих = 1,8 еВ = 2,88 х 10-19 Дж

А = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3х 108 м/с

λ – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для фотоефекту: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного випромінювання співвідношенням:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: довжина хвилі 327 нм.

№ 348

Дано:

λ = 200 нм = 2 х 10-7 м

Авих = 4,3 еВ = 6,88 х 10-19 Дж mе = 9,1 х 10-31 кг

А = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с

?maх – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для фотоефекту: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного випромінювання співвідношенням:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Тоді

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: максимальна швидкість фотоелектронів 820 км/с.

№ 349

Дано·.

λ = 100 нм = 10-7 м

Е = 1,6 х 10-19 Кл

Авих = 1,8 еВ = 2,88 х 10-19 Дж h = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с

U – ?

Розв’язання:

Максимальна кінетична енергія фотоелектронів пов’язана з затримуючою напругою співвідношенням:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Максимальну кінетичну енергію знайдемо із рівняння Ейнштейна для фотоефекту:

Hν = Авих + Wк

Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного випромінювання співвідношенням:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: зворотна напруга має бути 11 В.

№ 350

Дано:

λ = 400 нм = 4 х 10-7 м

?maх = 880 км/с = 88 х 104 м/с

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с

Me = 9,1 х 10-31 кг

Авих – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для фотоефекту: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Довжина хвилі пов’язана ‘з частотою, співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: робота виходу електронів з рубідію

1,45 х 10-19 Дж.

№ 351

У деяких люмінофорів процес випромінювання має каскадний характер: електрони переходять з найбільш високого енергетичного рівня в нормальний стан через ряд проміжних рівнів. Тоді енергія випромінювання квантів буде меншою за енергію поглиненого кванта, але загальна сума енергії випромінюваних квантів може бути або меншою, або дорівнювати тій енергії, яку поглинає молекула:

ΔЕв ≤ ΔЕп, hνв ≤ hνв, vв ≤ νп, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Отже, λв ≥ λп. Довжина хвилі світла, що випускається, завжди більша або дорівнює довжині світлової хвилі, падаючої на речовину.

№ 352

Дано:

λ = 200 нм = 2 х 10-7 м

Авих = 4,36 еВ =

= 7 х 10-19 Дж

А = 6,63 х 10-34 Дж х с с = 3 х 108м/с

Е = 1,6 X 10-19 Кл

? – ?

Рoзв’язання:

З визначення потенціалу ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Згідно з законом збереження енергії потенціальна енергія кульки дорівнює кінетичній енергії фотоелектронів, що вилетіли з її поверхні.

W = Wк

Згідно з законом збереження електричного заряду заряд кульки по модулю дорівнює заряду електрона: q = e.

Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Кінетичну енергію електронів знайдемо з рівняння Ейнштейна для фотоефекту:

Hv = Авих + Wк, Wк = hν – Авих

Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного випромінювання співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: максимальний потенціал кульки 1,9 В.

№ 353

Дано:

λ = 83 нм = 83 x 10-9 м Е = 750 В/м

Mе = 9,1 х 10-31 кг

H = 6,63 х 10-34 Дж x с е = 1,6 х10-19 Кл

С = З X 108 м/с

Авих = 4,25 еВ =

= 6,8 х 10-19 Дж

L – ?

Розв’язання:

Рух електрона в затримуючому електронному полі буде рівносповільненим з кінцевою швидкістю: ? = 0, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Згідно з другим законом Ньютона meа = F.

Сила, з якою електричне поле діє на електрон: F = еЕ.

Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Оскільки ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА то ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Кінетичну енергію електронів знайдемо з рівняння Ейнштейна для фотоефекту: hv = Авих + Wк, Wк = hv – Авих.

Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного випромінювання співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини;

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення;

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: електрон максимально віддалиться на 14 мм.

№354

Дано:

R = 1 мм = 10-3 м

λ = 200 нм = 2 х 10-7 м

λ0 = 280 нм = 2,8 х 10-7 м

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с

Е = 1,6 х 10-19 Кл

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

N – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для фотоефекту: hν = Авих + Wк. Згідно з законом збереження енергії Wк =- eU – е?.

Потенціал дробинки дорівнює ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Рівняння Ейнштейна для червоної межі фотоефекту має вигляд: hv0 = Авих

Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного випромінювання співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Кількість електронів ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА q = Ne.

Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізично: величини;

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: дробинка може втратити 1,2 х 106 електронів.

№ 355

Дано:

Uз= 2,4 В

U = 4,8 В

Е = 1,6 х 10-19 Кл

M = 9,1 х 10-31 кг

? – ?

Розв’язання:

На початку руху електрон матиме кінетичну енергію:

W0 =eU3.

В електричному полі він набуде енергії: Wк = eU.

Отже, електрон досягне анода з кінетичною енергією:

W = W0 + Wк = e(U3 + U)

Оскільки ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА то ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: електрони досягатимуть анода з максимальною швидкістю ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

№ 356

Дано:

U = 10 кВ = 104 В

Qп = 1,6 х 10-19 Кл

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

V – ?

Розв’язання:

Кінетична енергія протона, що пройшов прискорювальну різницю потенціалів, дорівнює: W = qпU

Енергія фотона Е = hv. Отже, hv = qпU, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: частота випромінювання 2,4 х 1018 Гц.

№ 357

Дано:

λ = 0,4 мкм = 4 х 10-7 м h = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3х 108 м/с

K = 1,38 х 10-23 Дж/к

Т – ?

Розв’язання:

Температура водню пов’язана з кінетичною енергією поступального руху співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Енергія фотона E = hv.

Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного випромінювання формулою: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: температура 2,4 х 104 К.

№ 358

Дано:

V = 500 ТГц = 5 х 1014 Гц α = 60º

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = З x 108 м/с

Δр – ?

Розв’язання:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Зміна імпульсу: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Спроектуємо на вісь х: Δp = p1 – (-p2) = p1 + p2. Оскільки поверхня дзеркальна, то фотон відбивається повністю. Отже, p1 = p2. Тоді Δр = 2p1

Імпульс фотона ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: зміна імпульсу фотонів ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

№ 359

Дано:

λ = 0,1 мкм = 10-7 м

λ0 = 0,3 мкм = 3 x 10-7 м

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для фотоефекту:

Hν = Авих + Wк, Wк = hν – Авих

Рівняння Ейнштейна для червоної межі фотоефекту має вигляд: hν0 = Авих

Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного випромінювання співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Енергія фотона ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: 2/3 енергії фотона витрачається на надання йому кінетичної енергії.

№ 360

Дано:

λ = 500 нм = 5 х 10-7 м Ν0 = 53

Р = 100 Вт

η = 1 % = 0,01

D = 6 мм = 6 х 10-3 м

T0 = 1 с

H= 6,63 х 10-34 Дж х с

С’=. З х 108 м/с

L – ?

Розв’язання:

Лампочка випромінює енергію W0 = Ptη

Ця енергія випромінюється в тілесний κуτ 4π стерад, отже, в око потрапляє енергія ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Визначимо число квантів, що щосекунди потрапляють в око, розміщене на цій відстані.

Енергія одного фотона E = hν.

Довжина хвилі пов’язана з частотою випромінювання

Співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: людина може помітити лампочку з 330 км.

Що я знаю і вмію робити

1.

Дано:

N = 720

L = 8633 м

V = 12,67 Гц

С – ?

Розв’язання:

Час, за який світловий промінь відбився від дзеркала і повернувся до спостерігача, дорівнює: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Вважаючи, що ширина рубця дорівнює ширині проміжку між рубцями, знайдемо час, за який проміжок зміниться на зубець: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Оскільки ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА то ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

С = 4 х 8633 х 720 х 12,67 = 3,15 х 108(м/с).

Відповідь: швидкість світла в досліді Фізо 3,15 х 108 м/с.

2.

У досліді Юнга відстань від центра інтерференційної картини до максимуму

Дорівнює: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА де k = 0, ±1, ±2,

L – відстань від ширми зі щілинами до екрану,

D – відстань між щілинами.

Оскільки λ2 > λ1, то х max2 > хmax1.

Заміна фіолетового світофільтра на червоний призводить до збільшення відстані між максимумами.

3.

Дано:

Wк = 3,2 х 10-19 Дж

Авих = 2,88 х 10-19 Дж

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с

λ – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для фотоефекту: hv = Авих + Wк Довжина хвилі пов’язана з частотою електромагнітного

Випромінювання співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: довжина хвилі 327 нм.

4.

Дано:

Авих = 5,6 х 10-19 Дж

λ = 4,5 х 10-7 м

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с

λ0 – ?

Розв’язання:

Якщо довжина хвилі більша за червону межу фотоефекту, то фотоефект не відбувається.

Рівняння Ейнштейна для червоної межі фотоефекту

Hv0 = Авих

Довжина хвилі пов’язана з частотою випромінювання

Співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Оскільки λ > λ0, то фотоефект не відбудеться.

Відповідь: фотоефект не відбуватиметься.

5.

Дано:

λ0 = 577 нм

Wк = 4,2 х 10-19 Дж

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с

V – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для фотоефекту: hv = Авих + Wк.

Роботу виходу знайдемо з рівняння Ейнштейна для червоної межі фотоефекту: Авих= hν0.

Довжина хвилі пов’язана з частотою випромінювання

Співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: частота світлової хвилі 1,15 х 1015 Гц.

6.

Дано:

А = 7,85 х 10-19 Дж

А = 6,63 X 10-34 Дж x с

С = 3 х 108 м/с

λ0 – ?

V0 – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для червоної межі фотоефекту:

Hν0 = Авих ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Довжина хвилі пов’язана з частотою випромінювання

Співвідношенням: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю, фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: довжина хвилі червоної межі фотоефекту 254 нм, частота – 1,18 х 1015Гц.

7.

Дано:

V = 1015 Гц

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = 3 х 108 м/с,

Δр – ?

Розв’язання:

Оскільки поверхня дзеркальна, то фотон відбивається повністю. Отже, p1 = р2.

Враховуючи проекцію на вісь:

Δр = р1 – (-р2) = р1 + р2 = 2р1

Імпульс фотона ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА. Отже, ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: зміна імпульсу фотона ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

8.

Дано:

V1 = 3,9 х 1015 Гц

U3,1 = 5 В

V2 = 7,6 х 1015 Гц

U3,2 = 20 B

Е= 1,6 х 10-19Кл

H – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для червоної межі фотоефекту:

Hν1 = Авих + Wк,1; hν2 = Авих + Wк,2.

Кінетична енергія фотоелектронів, пов’язана із затримуючою напругою співвідношенням:

Wк,1 =eU3,1; Wк,2 =eU3,2;

Тоді hv1 = Авих + eU3,1; hv2 = Авих+ e U3,2;

Розв’яжемо систему рівнянь: hν2 – hv1 = e(U3,2 – U3,1)

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числове значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: стала Планка 6,49 х 10-34 Дж х с.

9.

Дано:

U3,1 = 1,25 В

λ2 = 0,5 λ1

U3,2 = 4 В

H = 6,63 х 10-34 Дж х с

С = З х 108 м/с

λ1 – ?

λ2 – ?

λ0 – ?

Розв’язання:

Рівняння Ейнштейна для червоної межі фотоефекту:

Hν1 = Авих + Wк,1; hν2 = Авих + Wк,2.

Довжина хвилі пов’язана з частотою випромінювання

Співвідношенням ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Кінетична енергія фотоелектронів по в’язана із затримуючою напругою співвідношенням:

Wк,1 =eU3,1; Wк,2 =eU3,2;

Тоді ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

λ2 = 0,5 λ1 .

Рівняння Ейнштейна для червоної межі фотоефекту:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Оскільки ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА то ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Перевіримо одиницю фізичної величини:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Знайдемо числові значення:

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА

Відповідь: довжина хвилі випромінювання 226 нм, а після зменшення на 50 % 113 нм, червона межа фотоефекту 292 нм.

Тестові завдання

Варіант І

1. Г; 2. В; 3. А; 4. Б; 5. Б; 6. В; 7. А; 8. Д; 9. А; 10. В; 11. В; 12. В; 13. В; 14. Г; 15. Д; 16. В; 17. Б; 18. В; 19. А – З, Б – 4, В – 1, Г – 5, Д – 2.

Варіант II

1. А; 2. В; 3. Г; 4. В; 5. А; 6. Б; 7. В; 8. В; 9. Б; 10. А; 11. А; 12. В; 13. А; 14. В; 15. Б; 16. А; 17. В; 18. Г; 19. А.·


1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (No Ratings Yet)
Loading...


Тканини біологія.
Ви зараз читаєте: ОПТИКА І КВАНТОВА ФІЗИКА