Примеры решения задач по классической физике Примеры решения задач контрольной работы по физике Молекулярная физика и термодинамика Электростатика и постоянный ток Волновая оптика

Давление света (длина волны 0,55мкм), нормально падающего на зеркальную поверхность, равно 9 мкПа. Определить концентрацию фотонов вблизи поверхности.

Дано:  ; .

Найти: .

Решение: давление света при нормальном падении на поверхность с коэффициентом отражения :

  (1)

где I – интенсивность излучения, с – скорость света в вакууме,  - объемная плотность энергии излучения.

Энергия одного фотона: , где - постоянная Планка. Объемная плотность энергии излучения:

  , (2)

где - концентрация фотонов.

Подставляя (2) в (1) получаем:

  (3)

Откуда

 ;

 

Ответ:

19. Красная граница фотоэффекта для никеля равна 0,257мкм. Найти длину волны света, падающего на никелевый электрод, если фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 1,5 В.

Дано:  ; .

Найти: .

Решение: Согласно уравнению Эйнштейна для внешнего фотоэффекта

  (1)

где - постоянная Планка; с – скорость света в вакууме; - длина волны падающего света; А – работа выходов электронов из металла; - максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов:

   (2)

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов:

  . (3)

где - заряд электрона; - задерживающая разность потенциалов. Подставляя выражение (2) и (3) в (1), получаем:

  (4)

Из уравнения (4) найдем длину волны света:

 

 

Ответ: .

 

 

Вычислить длину волны де Бройля электрона, движущегося со скоростью (с – скорость света в вакууме).

Дано:

Найти:

 

Решение: Длина волны де Бройля для частицы определяется формулой:

  (1)

где - постоянная Планка; p – импульс частицы. При движении частицы со скоростью, близкой к скорости света в вакууме, масса частицы зависит от скорости. Поэтому в выражении для импульса

 , (2)

где m – масса движущейся частицы. Зависимость массы от скорости выражается выражением:

  (3)

где m0 – масса покоя частицы.  - скорость движения частицы. Подставив в выражение (1) значения p и m из (2) (3), получим:

  (4)

По условию задачи скорость движения электрона равна 0,75с. Подставив это значение в формулу (4) имеем:

 ,

где - комптоновская длина волны . Учитывая это, получим:

 .

Ответ: .

Примеры решения задач по физике