Расскажи друзьям!

Квантовая природа света и волновые свойства частиц

19.1. Найти массу m фотона: а) красных лучей света (λ = 700 нм); б) рентгеновских лучей (λ = 25 нм); в) гамма-лучей (λ = 1,24 нм).

 

 

19.2. Найти энергию ε, массу m и импульс p фотона, если соответствующая ему длина волны λ = 1,6 нм.

19.3. Ртутная дуга имеет мощность N = 125 Bt. Какое число фотонов испускается в единицу времени в излучении с длинами волн λ, равными: 612,1; 579,1; 546,1; 404,7; 365,5; 253.7 нм. Интенсивности этих линий составляют соответственно 2; 4; 4; 2,9; 2,5; 4% интенсивности ртутной дуги. Считать, что 80% мощности дуги идет на излучение.

19.4. С какой скоростью v должен двигаться электрон, чтобы его кинетическая энергия была равна энергии фотона с длиной волны λ = 520 нм?

19.5. С какой скоростью v должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны λ = 520 нм?

19.6. Какую энергию ε должен иметь фотон, чтобы его масса была равна массе покоя электрона?

19.7. Импульс, переносимый монохроматическим пучком фотонов через площадку S = 2 см2 за время t = 0,5 мин, равен p = 3 * 10 -9 кг*м/с. Найти для этого пучка энергию E , падающую на единицу площади за единицу времени.

19.8. При какой температуре Т кинетическая энергия молекулы двухатомного газа будет равна энергии фотона с длиной волны λ = 589 им?

19.9. При высоких энергиях трудно осуществить условия для изменения экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучений в рентгенах, поэтому допускается применение рентгена как единицы дозы для излучений с энергией квантов ε = 3 МэВ. До какой предельной длины волны λ рентгеновского излучения можно употреблять рентген?

19.10. Найти массу m фотона, импульс которого равен импульсу молекулы водорода при температуре t = 20° С. Скорость молекулы считать равной средней квадратичной скорости.


19.11. В работе Л. Г. Столетова «Актино-электрические исследования» (1888 г.) впервые были установлены основные законы фотоэффекта. Один из результатов его опытов был сформулирован так: «Разряжающим действием обладают лучи самой высокой преломляемости с длиной волны менее 295 нм». Найти работу выхода A электрона из металла, с которым работал А. Г. Столетов.

19.12. Найти длину волны λ0 света, соответствующую красной границе фотоэффекта, для лития, натрия, калия и цезия.

19.13. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта, для некоторого металла λ0 = 275 нм. Найти минимальную энергию фотона, вызывающего фотоэффект.

19.14. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта, для некоторого металла λ0 = 275 нм. Найти работу выхода A электрона из металла, максимальную скорость v электронов, вырываемых из металла светом с длиной волны λ = 180 нм, и максимальную кинетическую энергию Wmax электронов.


19.15. Найти частоту ν света, вырывающего из металла электроны, которые полностью задерживаются разностью потенциалов U = 3 В. Фотоэффект сжимается при частоте света ν0 = 6*1014Гц. Найти работу выхода A электрона из металла.

19.16. Найти задерживающую разность потенциалов U для электронов, вырываемых при освещении калия светом с длиной волны λ = 330 нм.


19.17. При фотоэффекте с платиновой поверхности электроны полностью задерживаются разностью потенциалов U =0,8 В. Найти длину волны λ применяемого облучения и предельную длину волны λ0, при которой еще возможен фотоэффект.

19.18. Фотоны с энергией ε = 4,9 эВ вырывают электроны из металла с работой выхода А = 4,5 эВ. Найти максимальный импульс pmax, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.

19.19. Найти постоянную Планка h, если известно, что электроны, вырываемые из металла светом с частотой ν1 = 2,2 * 105 Гц, полностью задерживаются разностью потенциалов U1 = 6,6 В, а вырываемые светом с частотой ν2 = 4,6 * 1015 Гц — разностью потенциалов U2 = 16,5 В.

19.20. Вакуумный фотоэлемент состоит из центрального катода (вольфрамового шарика) и анода (внутренней поверхности посеребренной изнутри колбы). Контактная разность потенциалов между электродами U0 = 0,6 В ускоряет вылетающие электроны. Фотоэлемент освещается светом с длиной волны λ = 230 нм. Какую задерживающую разность потенциалов U надо приложить между электродамп, чтобы фототок упал до нуля? Какую скорость v получат электроны, когда они долетят до анода, если не прикладывать между катодом и анодом разности потенциалов?

 

  • 1
  • 2