Расскажи друзьям!

Квантовая природа излучения

173. Определите, во сколько раз необходимо уменьшить термодинамическую температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость Re ослабилась в 16 раз.

 

174. Температура внутренней поверхности муфельной печи при открытом отверстии площадью 30 см2 равна 1,3 кК. Принимая, что отверстие печи излучает как черное тело, определите, какая часть мощности рассеивается стенками, если потребляемая печью мощность составляет 1,5 кВт.

175. Энергетическая светимость черного тела Re = 10 кВт/м2. Определите длину волны, соответствующую максимуму спектральной плотности энергетической светимости этого тела.

176. Определите, как и во сколько раз изменится мощность излучения черного тела, если длина волны, соответствующая максимуму его спектральной плотности энергетической светимости, сместилась с λ1 = 720 нм до λ2 = 400 нм.

177. Черное тело находится при температуре T1 = 3 кК. При остывании тела длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на Δλ = 8 мкм. Определите температуру T2, до которой тело охладилось.

178. Черное тело нагрели от температуры T1 = 600 К до T2 = 2400 К. Определите: 1) во сколько раз увеличилась его энергетическая светимость; 2) как изменилась длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости.

179. Площадь, ограниченная графиком спектральной плотности энергетической светимости rλ,T черного тела, при переходе от термодинамической температуры T1 к температуре T2 увеличилась в 5 раз. Определите, как изменится при этом длина волны Lmax , соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости черного тела.

180. В результате нагревания черного тела длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости, сместилась с λ1 = 2,7 мкм до λ2 = 0,9 мкм. Определите, во сколько раз увеличилась: 1) энергетическая светимость тела; 2) максимальная спектральная плотность энергетической светимости тела. Максимальная спектральная плотность энергетической светимости черного тела возрастает по закону (rλ,T)max = CT5, где C = 1,3*10-5 Вт/(м35).

181. Определите, какая длина волны соответствует максимальной спектральной плотности энергетической светимости (rλ,T)max, равной 1,3*1011 Вт/м3.

182. Считая никель черным телом, определите мощность, необходимую для поддержания температуры расплавленного никеля 1453 °С неизменной, если площадь его поверхности равна 0,5 см2. Потерями энергии пренебречь.

183. Металлическая поверхность площадью S = 15 см2, нагретая до температуры T = 3 кК, излучает в одну минуту 100 кДж. Определите: 1) энергию, излучаемую этой поверхностью, считая ее черной; 2) отношение энергетических светимостей этой поверхности и черного тела при данной температуре.

184. Принимая Солнце за черное тело и учитывая, что его максимальной спектральной плотности энергетической светимости соответствует длина волны 500 нм, определите: 1) температуру поверхности Солнца; 2) энергию, излучаемую Солнцем в виде электромагнитных волн за 10 мин; 3) массу, теряемую Солнцем за это время за счет излучения.

185. Определите температуру тела, при которой оно при температуре окружающей среды t0 = 23 °С излучало энергии в 10 раз больше, чем поглощало.

186. Считая, что тепловые потери обусловлены только излучением, определите, какую мощность необходимо подводить к медному шарику диаметром d = 2 см, чтобы при температуре окружающей среды t0 = -13 °С поддерживать его температуру равной t = 17 °С. Примите поглощательную способность меди AT = 0,6.

187. Определите силу тока, протекающего по вольфрамовой проволоке диаметром d = 0,8 мм, температура которой в вакууме поддерживается постоянной и равной t = 2800 °С. Поверхность проволоки считать серой с поглощательной способностью AT = 0,343. Удельное сопротивление проволоки при данной температуре ρ = 0,92*10-4 Ом*см. Температура окружающей проволоку среды t0 = 17 °С.

192. Используя формулу Планка, определите спектральную плотность потока излучения единицы поверхности черного тела, приходящегося на узкий интервал длин волн Δλ = 5 нм около максимума спектральной плотности энергетической светимости, если температура черного тела T = 2500 К.

194. Для вольфрамовой нити при температуре T = 3500 К поглощательная способность AT = 0,35. Определите радиационную температуру нити.

196. Определите максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, если фототок прекращается при приложении задерживающего напряжения U0 = 3,7 В.

198. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определите минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект.

200. Фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла, полностью задерживаются при приложении обратного напряжения U0 = 3 В. Фотоэффект для этого металла начинается при частоте падающего монохроматического света ν0 = 6*1014 с-1. Определите: 1) работу выхода электронов из этого металла; 2) частоту применяемого излучения.