Квантовая оптика (Лаб).
Цель: решение задач по квантовой оптики.
Студент должен знать и уметь: основные понятия квантовой оптики, явление фотоэффекта, давление света на препятствие, уметь решать задачи по рассматриваемой теме.
Задача № 1
Выразить энергию кванта через его массу и импульс.
Решения. Масса и импульс кванта света соответственно равны: и
. Из формулы импульса кванта находим
, подставляя его значение в формулу для массы кванта, получим выражение для массы
, откуда
— энергия кванта.
Ответ: энергия кванта .
Задача № 2
Какую длину волны иметь — квант, чтобы его энергия достигла одного джоуля? Во сколько раз его масса превысит массу покоя протона?
Решения. Энергия кванта откуда находим длину волны кванта,
, где
Дж. с — постоянная Планка,
= 3.108 м / с — скорость света в вакууме. Подстановка значений величин дает результат:
(М). Опираясь на формулу Эйнштейна
, вычислим массу такого фотона (кванта)
и найдем отношение к массе протона, взятой из таблиц
Кг:
=
.
Ответ: длина волны — кванта
м, масса
— кванта превышает массу протона в
раз.
Задача № 3
КПД 100 — ваттной лампочки накаливания в видимой области близок к 3%. Сделает оценку количества фотонов видимого света со средней длиной волны 500 нм, которые она излучает: 1) на протяжении секунды, 2) одновременно.
Решения. Энергия одного фотона . Количество фотонов в секунду с учетом КПД составляет
и учитывая энергию одного кванта, будем иметь
,
Дж. с — постоянная Планка,
= 3.108 м / с — скорость света в вакууме. . Подставим численные значения величин:
=
фотонов / с. Продолжительность излучения одного фотона около
(В диапазоне видимого света), поэтому одновременно рождается около
фотонов.
Ответ: 1) в течение секунды лампа излучает фотонов, 2) одновременно —
фотонов.
Задача № 4
Рентгеновская трубка, работающая под напряжением = 66 кВ при силе тока
+ 15 мА, излучает ежесекундно
фотонов. Считая длину волны излучения равной
М, определить КПД установки.
Решения. Энергия, ежесекундно излучает трубка, равна энергии фотонов, которые вылетели: , где
— число фотонов,
- энергия одного фотона, поэтому
.
Потребляемая лампой мощность . Следовательно, КПД установки
, где
Дж. с — постоянная Планка,
= 3.108 м / с — скорость света в вакууме.
Подставим значения и найдем: = 0,02 = 2%.
Ответ: КПД установки = 0,02 = 2%.
Задача № 5
Определите соотношение модулей импульсов и
фотонов, соответствующих электромагнитном лучам с частотами
Гц и
Гц.
Решения. Модуль импульса каждого фотона определим по формуле: и
.
Определим соотношение модулей импульсов и
:
,
, откуда
.
Ответ: соотношение модулей импульсов фотонов .
Задача № 1
Красная граница фотоэффекта рубидия = 810 нм. Какую задерживающее разность потенциалов нужно приложить к фотоэлемента, чтобы задержать электроны, излучении рубидием под действием ультрафиолетовых лучей длиной волны
= 100 нм?
Решения. Энергия кванта ультрафиолетовых лучей расходуется на работу выхода электрона из металла
( , которую можно определить с красной границей фотоэффекта, и в кинетическую энергию, которую получает электрон. Работа
, которую необходимо затратить, чтобы задержать электроны, вылетевшие из катода, равна их кинетической энергии, т. е.
. На основании сказанного, имеем
,
Где - искомая напряжение. Решая полученное уравнение относительно
и выражая частоту
через скорость света
И длину волны
(
), Находим
, (1)
Где Кл — заряд электрона,
Дж. с — постоянная Планка,
= 3.108 м / с — скорость света в вакууме. Подставим числовые значения в уравнение (1) и получим
= 10,8 В.
Ответ: = 10,8 В.
Лабораторно-практические занятия по физике
Занятия 36.
Тема: Атом. Ядро атома и радиоактивность.
Цель: решение задач по физике атома и ядра.
Студент должен знать и уметь: основные понятия относительно строения атома и атомного ядра, существование явления радиоактивного распада ядер, закон радиоактивного распада, ядерные реакции, уметь решать задачи по рассматриваемой теме.
Задача № 1
Определить энергию электрона в атоме водорода в его основном состоянии, а также вычислить потенциал ионизации атома.
Решения. Полная энергия электрона в атоме водорода выражается формулой, где
— стала Ридберга;
Дж. с — постоянная Планка;
М / с — скорость света;
- порядковый номер элемента в периодической системе элементов Менделеева;
- целое число (
= 1, 2, 3, 4, …).
Реферати :
- общая характеристика физико-химических методов технохимического контроля.
- характеристика физико-химических методов технохимического
- факторы влияющие на продолжительность стерилизации консерв
- брак в производстве мармелада
- использование кровяных мясопродуктов
- классификация и конструкция муфт приводов
- 4 ая аксиома статики
- органолептический контроль качества молока
- сущность биохимических процессов кисломолочных продуктов
как зарабатывать 900 рублей в час гарантированно http://eyserezh.ru/Smotrim-videoprikol-onlain-besplatno-Kak-zarabatyvat-dengi-v-internete-v-kazahstane.html заработок на партнерке бинарных опционов
супер бердс зарабатывай на своих яйцах http://gryubesi.ru/Kran-dlya-zarabotka-bitcoin-Smotrite-pryamo-seichas-video-online-besplatno-i-bez-registracii-Prikolno-ved-tak.html системы заработка на бинарных опционах
заработать голду онлайн http://hmotovua.ru/Summa-srednego-zarabotka-dlya-ischisleniya-posobiya-Smotrite-pryamo-seichas-eto-video-online-Ochen-smeshno-ne-tak-li.html сколько заработал краснодар в лиге европы
сколько можно заработать сайте посещаемостью 1000 http://tishyesu.ru/Kak-zarabatyvat-v-instagramme-Smotrite-pryamo-seichas-videorolik-besplatno-i-bez-sms-Prikolno-ne-tak-li.html заработок денег на приложениях
как заработать в пв http://ficserpl.ru/Luchshii-zarabotok-2015-Smotrim-video-rolik-online-Ochen-prikolno-ne-tak-li.html как заработать в интернете деньги с нуля
официальные сайты заработка в интернете http://ehlerdop.ru/zarabotok-v-internete-na-jizn.html большой заработок в интернете без вложений
олег успешный заработок в интернете http://efruvury.ru/oleg-efremov-zarabotok-v-internete.html как зарабатывать в интернете с помощью телефона