Елементи теорії відносності. Випромінювання та спектри

Варіант 1

Рівень

       Задача 1. Припустимо, що тіло масою спокою 1кг рухається із швидкістю 2^.10⁵км/с. Визначити масу цього тіла для нерухомого спостерігача.

       Задача 2. Міжнародним світлотехнічним комітетом з освітлення за основний червоний колір прийнято електромагні

тне випромінювання у вакуумі з довжиною хвилі 7^.10^-5см і за основний зелений колір – з довжиною хвилі 5,46∙10^-5см, і за основний синій колір – з довжиною хвилі 4,35∙10^-5см. Визначити частоти цих довжин хвиль видимого спектра.

Рівень

       Задача 1. Прискорювач надає протону кінетичної енергії 10^-9Дж. У скільки разів зростає маса протона?

       Задача 2. Визначити швидкість m - мезона, якщо його повна енергія в 10 раз більша від енергії спокою.

Рівень

       Задача 1. Маса рухомого електрона в 11 раз більша від його маси спокою. Визначити кінетичну енергію електрона та його імпульс.

 

Варіант 2

Рівень

       Задача 1. Який імпульс має електрон, що рухається із швидкістю 0,8 швидкості світла у вакуумі? Маса спокою електрона 9,11^.10^-31кг.

       Задача 2. Видиме світло має частоти від 4^.10¹⁴ до 7,5^.10¹⁴Гц. Який інтервал довжин хвиль у видимого світла?

Рівень

       Задача 1. Воду масою 1кг, взятої при температурі 0⁰С, перетворимо в стоградусну пару. На скільки маса пари більша за масу води?

       Задача 2. Серпуховський прискорювач надає електронам такої швидкості, що їх маса зростає в 40000 раз. Якої швидкості набирають електрони в прискорювачі?

Рівень

       Задача 1. При якій швидкості кінетична енергія частинки дорівнює енергії спокою?

Варіант 3

Рівень

       Задача 1. Визначити кінетичну енергію електрона при швидкості руху, що становить 0,75 швидкості світла у вакуумі. Маса спокою електрона 9,11^.10^-31кг.

       Задача 2. Визначити границі частот рентгенівського випромінювання, якщо довжина хвиль для них 10^-8м..10^-11м.

Рівень

       Задача 1. Визначити, у скільки разів маса електрона, що має кінетичну енергію 1,02МеВ, більша від маси спокою електрона.

       Задача 2. Електричну лампу потужністю 54Вт занурили у прозорий колориметр, де було 650см³ води. За 3хв. вода нагрілась на 3,4К. Яка світлова віддача лампи?

Рівень

       Задача 1. У циклічному прискорювачі електрон набуває швидкості 0,8с. Для утримання його на розрахованій траєкторії (всередині дуантів) індукція магнітного поля визначається за класичною і релятивістською теорією. Визначити відношення В_р/В_к. В_р-релятивістська, В_к-класична індукції.

 

Варіант 4

Рівень

       Задача 1. Дві частинки, відстань між якими 10м, летять назустріч одна одній із швидкостями v=0,6с. Через який час станеться співудар?

       Задача 2. Інфрачервоне проміння для вакууму характеризується довжиною хвиль від   0,8∙10^-6м до 35∙10^-5м. Знайти частоти, які відповідають цим довжинам хвиль.

Рівень

       Задача 1. Знайти кінетичну енергію електрона (в МеВ), який рухається з швидкістю 0,6с.

       Задача 2. З якою швидкістю має рухатись у прискорювачі протон, щоб збільшення його маси не перевищувало 5 %?

Рівень

       Задача 1. Електрон пройшов прискорюючу різницю потенціалів 500кВ. Визначити імпульс електрона.

 

Варіант 5

Рівень

       Задача 1. Ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвиль 0,4мкм...0,32мкм сприяє росту і зміцненню організму. Знайти частоти які відповідають цим довжинам.

       Задача 2. На скільки збільшиться маса 10³кг води під час нагрівання її на 100⁰С.

Рівень

       Задача 1. Маса поїзда, який перебуває у спокої, дорівнює 3000т. На яку величину збільшиться маса поїзда при русі зі швидкістю 72км/год?

       Задача 2. При якій швидкості руху релятивістське скорочення довжини рухомого тіла складає 25 %?

Рівень

       Задача 1. Електрон рухається в однорідному магнітному полі з індукцією 5 ^.10^-2Тл по колу радіусом 4см. Визначити кінетичну енергію електрона.

 

Варіант 6

Рівень

       Задача 1. Визначити повну енергію тіла масою 0,05кг. Який вантаж можна було б підняти над землею на висоту 10м, якби на його піднімання було затрачено всю енергію, яку має дане тіло?

       Задача 2. З якою швидкістю долітають електрони до анода рентгенівської трубки, яка працює при напрузі 80кВ?

Рівень

       Задача 1. З якою швидкістю має рухатись система відліку К₁, щоб час у ній протікав у двічі повільніше, ніж у нерухомій системі відліку К?

       Задача 2. На скільки зменшиться маса 10кг води при замерзанні?

Рівень

       Задача 1. Частинка з масою спокою m₀ та зарядом Zе влітає з швидкістю в гальмуюче електричне поле. Яку різницю потенціалів вона зможе подолати?

 

Варіант 7

Рівень

       Задача 1. Яка маса протона у системі відліку, відносно якої він рухається зі швидкістю 0,8 швидкості світла?

       Задача 2. З якою швидкістю має рухатися космічний корабель, щоб пройдений шлях при вимірюванні із Землі виявився удвічі коротшим?

Рівень

       Задача 1. У скільки разів релятивістська маса протона, який має кінетичну енергію 8,4Гев більша маси протона, який перебуває у спокої?

       Задача 2. З якою швидкістю повинен летіти протон (m₀=1а.о.м.), щоб його маса стала дорівнювати масі спокою a- частинки (m=4а.о.м.)?

Рівень

       Задача 1. У скільки разів збільшиться маса протонів, якщо на Серпуховському прискорювачі Інститута фізики високих енергій йому надають енергію 76ГеВ?

 

Варіант 8

Рівень

       Задача 1. Маса спокою поїзда 2000т. На скільки збільшиться його маса при русі зі швидкістю 15м/с?

       Задача 2. При якій швидкості релятивістська маса тіла зростає у 2 рази?

Рівень

       Задача 1. Дві ракети рухаються назустріч одна одній з швидкостями v₁=v₂=3/4с по відношенню до нерухомого спостерігача. Визначити швидкість зближення ракет по класичній та релятивістській формулам складення швидкостей.

       Задача 2. Який час пройде на Землі, якщо в ракеті, яка рухається зі швидкістю 2,4 ^.10⁸м/с відносно Землі, пройшло 6 років?

Рівень

       Задача 1. Електричну лампочку занурили в скляну посудину з водою, маса якої 2кг. Через 5хв температура води піднялася на 10,5⁰С. Після цього дослід повторили, пофарбувавши воду в чорний колір настільки, що світла лампи не видно. У цьому випадку через 5хв температура води піднялася на 11⁰С. Беручи до уваги, що чиста вода пропускає лише видимі промені, визначити світлову віддачу лампи і потужність світлового випромінювання лампи.

 

Варіант 9

Рівень

       Задача 1. Маса тіла 1г. Скільки часу горітиме електрична лампочка потужністю 500Вт за рахунок повної енергії, яку має це тіло?

     Задача 2. Яка кінетична енергія електрона, що долетів до анода рентгенівської трубки, коли напруга на ній 200кВ?

Рівень

       Задача 1. Маса спокою космічного корабля 9т. На скільки збільшиться маса корабля при його русі зі швидкістю 8км/с?

       Задача 2. Яку швидкість має набути тіло, щоб його поздовжні розміри зменшилися для спостерігача в 3 рази? До цього тіло було у спокої відносно даного спостерігача.

Рівень

       Задача 1. Яку різницю потенціалів повинен пройти протон, який був у стані спокою, щоб його повна енергія стала в 11 раз більша за енергію спокою? У скільки разів збільшиться його маса?

 

Варіант 10

Рівень

       Задача 1. Маса спокою електрона дорівнює 9,1^.10^-31кг. У прискорювачі цей електрон розігнали до швидкості, яка дорівнює 0,5 швидкості світла. Визначити масу електрона за цих умов.

       Задача 2. На скільки відрізняється маса спокою продуктів згорання 1кг кам’яного вугілля від маси спокою речовин, що вступили в реакцію?

Рівень

       Задача 1. Знайти швидкість частинки, якщо її кінетична енергія складає половину енергії спокою.

       Задача 2. У скільки разів зміниться густина тіла при русі зі швидкістю 0,8с?

Рівень

       Задача 1. Прискорювач Єреванського фізичного інституту дозволяє одержати електрони з енергією 6ГеВ. Яка маса таких електронів і в скільки разів вона більша за масу спокою?

 

Варіант 11

Рівень

       Задача 1. Електрони досягають анода рентгенівської трубки із швидкістю 1,2^.10⁸м/с. Під якою напругою працює рентгенівська трубка?

       Задача 2. Дві фотонні ракети віддаляються одна від одної зі швидкістю 0,65с відносно земного спостерігача. Яка відносна швидкість ракети?

Рівень

       Задача 1. Знайти відношення заряду електрона до його маси при швидкості руху електрона 0,8с. Відношення заряду електрона до його маси спокою відомо.

       Задача 2. У ракеті, яка рухається зі швидкістю 0,96с, був зафіксований час польоту 1 рік. Скільки часу має пройти за підрахунками земного спостерігача?

Рівень

       Задача 1. На скільки відсотків зміняться поздовжні розміри протона та електрона після проходження ними різниці потенціалів U = 10⁶В?

 

Варіант 12

Рівень

       Задача 1. У скільки разів уповільниться хід часу (за годинником “нерухомого” спостерігача) при швидкості руху 27000км/с?

       Задача 2. У скільки разів збільшується маса частинки при русі зі швидкістю 0,99с?

Рівень

       Задача 1. Який час пройде в ракеті, яка рухається зі швидкістю 2,4^.10⁸м/с відносно Землі,        якщо на Землі пройшло 10 років?

       Задача 2. На скільки збільшиться маса пружини з жорсткістю 10кН/м при її розтягуванні на 3см?

3 рівень

       Задача 1. Пара протон – антипротон може виникнути при співударі протона з енергією W_к»6ГеВ з нерухомим протоном. Знайти, якими повинні бути найменші однакової енергії зустрічних протонних пучків до цієї реакції здійснення.

 

Варіант 13

Рівень

       Задача 1. Дві частинки віддаляються одна від одної зі швидкістю 0,8с відносно земного спостерігача. Яка відносна швидкість частинок?

       Задача 2. Довжина лінійки, яка нерухома відносно земного спостерігача 2м. Яка довжина цієї ж лінійки, яка рухається зі швидкістю, що дорівнює 0,5с?

Рівень

       Задача 1. На скільки збільшиться маса a частинки при русі зі швидкістю 0,9с? Вважати масу спокою       a частинки рівною 4а.о.м.

       Задача 2. У скільки разів збільшиться час життя нестабільної частинки, якщо вона рухається із швидкістю 0,99с?

Рівень

       Задача 1. В космічних променях зустрічаються протони з енергією порядку 10¹⁰ГеВ. Якщо діаметр Галактики дорівнює приблизно 10⁵ світлових років, то скільки часу потрібно протону, щоб пройти через Галактику, з точки зору спостерігача, зв’язаного з Галактикою, та “з точки зору протону”?

 

Варіант 14

Рівень

       Задача 1. Який проміжок часу пройде на зорельоті, який рухається відносно Землі зі швидкістю, що дорівнює 0,4с, за 25 земних років.

       Задача 2. Визначте швидкість руху протона в прискорювачі, якщо маса протона зросла в

10 разів?

Рівень

       Задача 1. Вантаж масою 18т підйомний кран підняв на висоту 5м. На скільки змінилась маса вантажу?

       Задача 2. Яку швидкість має набути тіло, щоб його повздовжні розміри зменшилися для спостерігача у 3 рази? До цього тіло було у спокої відносно даного спостерігача.

Рівень

       Задача 1. У ракеті, що рухається відносно земного спостерігача зі швидкістю 2,4^.10⁵км/с, знаходиться тіло, маса спокою якого 5кг, а густина 7,8^.10³кг/м³. Визначити релятивістські масу і густину тіла.

 

Варіант 15

Рівень

       Задача 1. Знайти довжину стержня l₀ у космічному кораблі, який рухається зі швидкістю v=0,5с, якщо довжина стержня відносно нерухомої системи відліку l=10см.

       Задача 2. З якою швидкістю має рухатися космічний корабель, щоб пройдений шлях при вимірюванні із Землі виявився удвічі коротшим?

 

Рівень

       Задача 1. На скільки збільшиться маса 20кг сталі при плавленні?

       Задача 2. У ракеті, яка рухається зі швидкістю 0,96с, був зафіксований час польоту 1 рік. Скільки часу має пройти за підрахунками земного спостерігача?

Рівень

       Задача 1. З космічного корабля, який знаходиться від Землі на відстані 6^.10⁶м,  посилають на Землю світловий сигнал та пучок швидких частинок, які мають швидкість відносно корабля v=0,8с. Корабель рухається до Землі зі швидкістю v₀=0,4с. Визначте, через які проміжки часу сигнали дійдуть до Землі.

 

 

Самостійна робота № 7

Світлові кванти. Дії світла

Варіант 1

Рівень

       Задача 1. Робота виходу з цинку електрона 5,6∙10^-19 Дж. Чи відбудеться фотоефект, якщо на цинк падатимуть світлові промені з довжиною хвилі 4,5∙10^-7м.

       Задача 2. У скільки разів енергія фотона ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі 0,38мкм більша від енергії фотона видимого світла з довжиною хвилі 0,7мкм?

Рівень

       Задача 1. Визначити енергію, масу та імпульс фотона найкоротших хвиль видимого світла.

       Задача 2. На металеву пластинку падає монохроматичне світло з довжиною хвилі 0,42мкм. Фотострум припиняється при затримуючій напрузі 0,95В. Визначити роботу виходу електронів з поверхні пластини.

Рівень

       Задача 1. Опромінюючи металеву кулю світлом, спостерігаємо фотоефект. Як зміниться червона межа фотоефекту, якщо на кулю подати позитивний заряд q?

Радіус кулі R₀. Електрони, які вилітають, реєструються на відстані R≥R₀ від центра кулі.

Варіант 2

Рівень

       Задача 1. Робота виходу електронів з натрію 3,3∙10^-15Дж. Визначити червону межу фотоефекту для натрію.

       Задача 2. Визначити величину кванта енергії, який відповідає довжині світлової хвилі

5∙10^-7м.

Рівень

       Задача 1. Яка максимальна швидкість фотоелектронів, що вилітають з цинку під час освітлення його променями з довжиною хвилі 2∙10^-7м, якщо робота виходу дорівнює 4еВ?

       Задача 2. Око людини сприймає світло з довжиною хвилі 5∙10^-7м, якщо потужність світла, що падає на око, не менша за 2∙10^-17Вт. Яка кількість фотонів щосекунди падає на сітківку ока?

Рівень

       Задача 1. Найбільша довжина хвилі світла, при якій відбувається фотоефект для вольфраму 0,275мкм. Знайти роботу виходу електронів з вольфраму і найбільшу швидкість електронів, вирваних з вольфраму світлом з довжиною хвилі 0,18мкм; найбільшу енергію цих електронів.

 

Варіант 3

Рівень

       Задача 1. Довжина хвилі, що відповідає червоній межі фотоефекту для натрію дорівнює 530нм. Визначити роботу виходу електронів з натрію.

       Задача 2. Визначити масу та імпульс фотона червоного світла, довжина хвилі якого становить 0,7мкм.

Рівень

       Задача 1. До вакуумного фотоелемента, у якого катод виконаний із цезію, прикладено запірну напругу 2В. При якій довжині хвилі падаючого на катод світла з’явиться фотострум?

       Задача 2. На поверхню площею 100см² щохвилини падає 63Дж світлової енергії. Знайти тиск у випадках, коли поверхня повністю відбиває і повністю поглинає все випромінювання.

3 рівень

       Задача 1. Енергія фотона рівна кінетичній енергії електрона, який має початкову швидкість 10⁶м/с і прискорюючу різницю потенціалів 4В. Знайти довжину хвилі фотону.

 

Варіант 4

Рівень

       Задача 1. Робота виходу електронів із срібла становить 7,85∙10^-19Дж. Визначити довжину хвилі червоній межі фотоефекту для срібла.

       Задача 2. Яку кінетичну енергію мають електрони, вирвані з поверхні міді, при опроміненні її світлом з частотою 6∙10¹⁶Гц, робота виходу 4,39еВ?

Рівень

       Задача 1. Яку запірну напругу треба подати, щоб електрони, вирвані ультрафіолетовим світлом з довжиною хвилі 100нм із вольфрамового катода, не могли створити струм у колі?

       Задача 2. Робота виходу електронів з поверхні кадмію 4,08еВ. Яка довжина хвилі випромінювання, якщо максимальна швидкість фотоелектронів 7,2∙10⁵м/с.

Рівень

       Задача 1. Ультрафіолетові промені з довжиною хвилі 0,3мкм, падаючи на катод фотоелемента, викликають потік фотоелектронів з швидкістю 10⁶м/с; світлом якої довжини хвилі треба опромінювати фотоелемент, щоб кінетична енергія фотоелектронів стала W_к=4∙10^-19Дж?

 

Варіант 5

Рівень

       Задача 1. Яка довжина хвилі фотона, енергія якого 2еВ? До електромагнітних хвиль якого типу належить це випромінювання?

       Задача 2. Найбільша довжина хвилі світла, при якій спостерігається фотоефект для калію 6,2∙10^-5см. Знайти роботу виходу електронів із калію.

Рівень

       Задача 1. Усамітнену цинкову кульку опромінюють монохроматичним світлом з довжиною хвилі 4нм. До якого потенціалу зарядиться кулька? Робота виходу електрона з цинку дорівнює 4,0еВ.

       Задача 2. Який імпульс фотона з енергією 6еВ? Яка довжина хвилі такого випромінювання?

Рівень

       Задача 1. В явищі фотоефекту електрони, вирвані з поверхні металу випромінюванням з частотою 2∙10¹⁵Гц, повністю затримуються гальмівним полем при різниці потенціалів 7В, а при частоті 4^.10¹⁵Гц – при різниці потенціалів 15В. По цим даним визначити постійну Планка.

 

Варіант 6

Рівень

       Задача 1. Визначити найбільшу швидкість електрона, який вилетів із цезію, при освітленні його світлом з довжиною хвилі 400нм, робота виходу 2еВ.

       Задача 2. Визначити довжину хвилі променів, фотони яких мають таку ж енергію, що й електрон, прискорений напругою 4В.

Рівень

       Задача 1. На металеву пластину падає світло, що має довжину хвилі 413нм. Фотострум припиняється, коли затримуюча різниця потенціалів становить 1В. Визначити роботу виходу електрона з поверхні пластини і червону межу фотоефекту.

       Задача 2. З якою швидкістю повинен рухатись електрон, щоб його імпульс дорівнював імпульсу фотона випромінювання з довжиною хвилі 5,2∙10^-7м?

Рівень

       Задача 1. Капля води об’ємом 0,2мл нагрівається світлом з довжиною хвилі 0,75мкм, поглинаючи щосекунди 10¹⁰ фотонів. Визначити швидкість нагрівання води.

 

Варіант 7

Рівень

       Задача 1. До якого виду слід віднести промені, енергія фотонів яких дорівнює 4140еВ?

       Задача 2. Випромінювання з енергією 15Дж освітлює площадку у 2см² протягом 1хв. Визначити тиск, здійснюваний випромінюванням на поверхню у випадку, коли площадка повністю поглинає промені.

Рівень

       Задача 1. На поверхню золота падає випромінювання з довжиною хвилі 200нм. Визначити роботу виходу електронів із золота, якщо їх максимальна кінетична енергія 2,5∙10^-19Дж.

       Задача 2. Випромінювання від оптичного квантового генератора за допомогою оптичних стекол концентруються на невеликій поверхні. При цьому створюється поверхнева густина енергії 6^.10⁸Дж/см². Тривалість імпульсу 2∙10^-3с. Визначити тиск оптичного випромінювання при повному його поглинанні.

Рівень

       Задача 1. Фотоелектрони, що вириваються з поверхні металу світлом з частотою

n₁=2,2∙10¹⁵с^-1, повністю затримуються зворотним потенціалом 6,6В, а вирвані світлом з частотою n₂= 4,6∙ 10¹⁵ с^-1 – потенціалом 16,5 В. Визначити постійну Планка.

 

Варіант 8

Рівень

       Задача 1. Визначити червону межу фотоефекту для пластини.

       Задача 2. Тиск сонячного світла на поверхню Землі становить 4,7∙10^-4Па. Визначити енергію випромінювання, яке падає щосекунди на кожний квадратний метр поверхні Землі, розміщеної перпендикулярно до променів.

Рівень

       Задача 1. Робота виходу електронів з поверхні цезію 1,94еВ. Який потенціал потрібно прикласти, щоб затримувати електрони, якщо поверхня цезію опромінюється монохроматичним світлом з довжиною хвилі 589нм?

       Задача 2. Визначити енергію та імпульс фотона ультрафіолетових променів з довжиною хвилі 300нм.

 

Рівень

       Задача 1. Знайти тиск світла на стінки колби електричної лампи потужністю 100Вт. Колба лампи – сфера радіусом 5см, стінки якої відбивають 10% падаючого на них світла. Враховуючи, що вся затрачена потужність іде на випромінювання.

 

Варіант 9

Рівень

       Задача 1. Знайти частоту і довжину хвилі випромінювання, маса фотонів яких дорівнює масі спокою електронів.

       Задача 2. Пучок світла з довжиною хвилі 0,49мкм, падаючи перпендикулярно до поверхні, чинить на неї тиск 5мкПа. Скільки фотонів падає щосекунди на 1м² цієї поверхні? Коефіцієнт відбивання світла від даної поверхні 0,25.

Рівень

       Задача 1. Червона межа фотоефекту для металу 6,2∙10^-5см. Знайти величину запірної напруги для фотоелектронів при освітленні металу світлом з довжиною хвилі 330нм.

       Задача 2. Рубіновий лазер випромінює в імпульсі 2∙10¹⁹ фотонів з довжиною хвилі 694нм. Яка середня потужність спалаху лазера, якщо його тривалість 2∙10^-3.

Рівень

       Задача 1. На дзеркальну поверхню площею 10см² під кутом 45⁰ падає пучок фотонів інтенсивністю 10¹⁸ фотонів/с з довжиною хвилі падаючого світла 400нм. Визначити тиск світла на поверхню, якщо коефіцієнт відбивання від поверхні 0,75.

 

Варіант 10

Рівень

       Задача 1. Знайти роботу виходу електрона з поверхні певного матеріалу, якщо при опроміненні цього матеріалу жовтим світлом швидкість відбитих електронів дорівнює 0,28^.10⁶м/с. Довжина хвилі жовтого світла дорівнює 590нм.

       Задача 2. На кожний квадратний сантиметр чорної поверхні щосекунди падає

2,8∙10¹⁷ квантів випромінювання з довжиною хвилі 400нм. Який тиск здійснює це випромінювання на поверхню?

Рівень

       Задача 1. Визначити максимальну кінетичну енергію електронів, що їх вириває з поверхні калію випромінювання з довжиною хвилі 345нм. Робота виходу електронів з калію 2,26еВ.

       Задача 2. Знайти довжину хвилі світла, яким освітлюється поверхня металу, якщо фотоелектрони мають кінетичну енергію 4,5∙10^-16Дж, а робота виходу електрона з металу дорівнює 7,5∙10^-19Дж.

Рівень

       Задача 1. Опромінюючи деякий метал світлом спочатку з довжиною хвилі 0,3мкм, а потім – 0,6мкм, виявили, що відповідні максимальні швидкості фотоелектронів відрізняються одна від одної в n=2 рази. Знайти роботу виходу електронів з поверхні металу.

 

Варіант 11

Рівень

       Задача 1. Який тиск електромагнітних хвиль являють собою промені, енергія фотонів яких становить 3∙10^-17Дж; 5∙10^-19Дж; 2∙10^-22Дж.

       Задача 2. На кожний квадратний метр чорної поверхні щосекунди падає 2,5∙10¹⁵ фотонів рентгенівського випромінювання з частотою 7∙10¹⁹Гц. Який тиск здійснює це випромінювання?

 

Рівень

       Задача 1. Яка частина енергії фотона, що викликає фотоефект, витрачається на роботу виходу, якщо найбільша швидкість електронів, вирваних із поверхні цинку, складає 10⁶м/с. Червона межа фотоефекту для цинку відповідає довжині хвилі 290нм

       Задача 2. Джерело світла потужністю 100Вт випромінює 5∙10²⁰ фотонів за 1с. Знайти довжину хвилі випромінювання.

Рівень

       Задача 1. У повітрі довжина хвилі монохроматичного світла 600нм. При переході в скло довжина хвилі змінюється і дорівнює 420нм. Під яким кутом a світло падає на межу поділу повітря – скло, якщо відбитий і заломлений промені утворюють прямий кут?

Варіант 12

Рівень

       Задача 1. До якого виду слід віднести промені, енергія фотонів яких дорівнює 2,07еВ?

       Задача 2. Яку максимальну кінетичну енергію мають електрони, вирвані з оксиду барію, при опроміненні світлом частотою 1ПГц?

Рівень

       Задача 1. Рентгенівська трубка працює під напругою 60кВ. Визначити максимальну енергію фотона рентгенівського випромінювання і максимальну довжину хвилі цього випромінювання.

       Задача 2. Яка довжина хвилі (в нм) фотона, імпульс якого 2∙10^-27 кгм/с.

Рівень

       Задача 1. Фотон довжина хвилі якого 0,002нм, вириває з поверхні платини електрон. Визначити: а) швидкість фотоелектронів, б) його імпульс, в) затримуючу напругу.

 

Варіант 13

Рівень

       Задача 1. Який імпульс фотона, енергія якого дорівнює 3еВ?

       Задача 2. Світло якої довжини хвилі треба спрямувати на поверхню цезію, щоб максимальна швидкість фотоелектронів була 2Мм/с, робота виходу 2еВ.

Рівень

       Задача 1. Гелій неоновий лазер випромінює світло з довжиною хвилі 630нм. Скільки фотонів випромінює лазер за одну секунду, якщо його потужність дорівнює 2мВт?

       Задача 2. При фотоефекті з поверхні срібла затримуючий потенціал виявився рівним 1,2В. Обчислити частоту падаючого світла.

Рівень

       Задача 1. При освітленні поверхні деякого металу монохроматичним світлом максимальна швидкість фотоелектронів v₁=2∙10⁵м/с. Визначити максимальну швидкість фотоелектронів, які вириваються з поверхні цього металу при освітленні його монохроматичним світлом з частотою на Dn=2∙10¹³Гц більше.

 

Варіант 14

Рівень

       Задача 1. Знаючи, що довжина електромагнітного випромінювання 5,5∙10^-7м, знайти частоту і енергію фотона.(у Дж і еВ).

       Задача 2. Який тиск здійснює світлове випромінювання на 1мм² чорної поверхні, яка одержує з випромінюванням 500Дж енергії щосекунди?

 

Рівень

       Задача 1. Визначити довжину хвилі, що випромінює поверхня стронцію, коли фотоелектрони мають максимальну кінетичну енергію 1,8∙10^-19Дж, а довжина хвилі червоної межі фотоефекту для стронцію 550нм.

       Задача 2. Квант променів, енергія якого дорівнює 2∙10^-15 Дж, при зіткненні з електроном втратив 20% енергії. Визначити частоту і довжину хвилі цих променів після зіткнення, імпульс фотона. 

Рівень

       Задача 1.У науковій фантастиці описуються космічні яхти із сонячним вітрилом, що рухається під дією тиску сонячних променів. Через який час яхта масою 1т набула б швидкості 50м/с,якщо площа вітрила 1000м², а середній тиск сонячних променів 10мкПа? Який шлях пройшла б яхта за цей час? Початкову швидкість яхти відносно сонця вважати рівною нулю.

 

Варіант 15

Рівень

       Задача 1. Найбільша довжина хвилі світла, при якій відбувається фотоефект для вольфраму, 0,275мкм. Знайти роботу виходу електронів із вольфраму; найбільшу швидкість електронів, що вириваються із вольфраму світлом з довжиною хвилі 0,18мкм.

       Задача 2. Визначити енергію фотонів, які відповідають найдовшим (760 нм) і найкоротшим (380 нм) хвилям видимої частини спектра.

Рівень

       Задача 1. Скільки фотонів за секунду випромінює нитка електричної лампи потужністю 1 Вт, якщо середня довжина хвилі випромінювання 1мкм?

       Задача 2. Визначити кінетичну енергію фотоелектронів під час опромінювання вольфраму світловою хвилею з довжиною хвилі 1,8^.10^-7м, якщо довжина хвилі, яка відповідає червоній межі фотоефекту для вольфраму становить 2,75^.10^-7м.

Рівень

       Задача 1. Для вимірювання сталої Планка катод вакуумного елемента освітлюється монохроматичним світлом, при довжині хвилі випромінювання 620нм струм фотоелектронів припиняється, якщо в коло між катодом і анодом включити затримуючий потенціал не менше певного значення. При збільшенні довжини хвилі на 25% затримуючий потенціал виявляється на 0,4В меншим. Визначити за цими даними сталу Планка.

                                            

 

                                         Самостійна робота № 8