physics.zfftt.kpi.ua

19.1.

Визначити енергії фотонів в еВ, які відповідають найдовшій ($\lambda_1=0,75$ мкм) і найкоротшій ($\lambda_2=0,4$ мкм) довжині хвилі видимого світла. [1,6 еВ, 3,1 еВ]

19.2.

Обчислити масу та імпульс мають фотони інфрачервоних (частота $\nu_1=10^{12}$ Гц) та рентгенівських ($\nu_2=10^{18}$ Гц) променів. [$7,36\cdot{10}^{-38}$ кг; $2,2\cdot{10}^{-30}$ кг·м/с; $7,33\cdot{10}^{-33}$ кг; $2,2\cdot{10}^{-24}$ кг·м/с]

19.3.

Яку швидкість має електрон, якщо його імпульс дорівнює імпульсу фотона з довжиною хвилі $\lambda=555$ нм? [$1,3\cdot{10}^{4}$ м/с]

19.4.

Визначити довжину хвилі, масу та імпульс фотона з енергією $E=1,02$ МеВ. Порівняти масу такого фотона та масу спокою електрона. [1,24 пм; $1,8\cdot{10}^{-30}$ кг; $5,3\cdot{10}^{-22}$ кг·м/с; $m_{ф}=2m_{е}$]

19.5.

Скільки фотонів випромінює лазер в одному імпульсі, якщо енергія імпульсу $E=2$ Дж, а довжина хвилі світла $\lambda=694$ нм? [$7\cdot{10}^{18}$]

19.6.

У скільки разів відрізняється світловий тиск на дзеркальну поверхню від тиску на абсолютно чорну поверхню? [2]

19.7.

Скільки фотонів падає за $\tau=1$ с на поверхню $S=1$ см² при опроміненні рентгенівськими променями з інтенсивністю $I=1$ мВт/см² і довжиною хвилі $\lambda=0,01$ нм? [$5\cdot{10}^{7}$ см^-2·с^-1]

19.8.

Скільки фотонів за секунду випромінює нитка електричної лампи з корисною (світловою) потужністю $P=1$, якщо середня довжина хвилі випромінювання $\lambda=1$ мкм? [$5\cdot{10}^{18}$]

19.9.

Скільки фотонів потрапляє в око людини за час $\tau=1$, якщо довжина хвилі світла $\lambda=500$ нм і потужність світлового потоку $P=2\cdot{10}^{-17}$ Вт? [50]

19.10.

Лазер випромінює в імпульсі $N=2\cdot{10}^{19}$ фотонів з довжиною хвилі $\lambda=694$ нм. Визначити середню потужність імпульсу, якщо його тривалість $\tau=3$ мс. [2,9 кВт]

19.11.

Потужність випромінювання точкового джерела $P=1$ Вт, середня довжина хвилі $\lambda=1$ мкм. Скільки фотонів проходить за $\tau=1$ с через площадку $S=1$ см², яка віддалена від джерела на $L=10$ км? [$4\cdot{10}^{5}$]

19.12.

Визначити показник заломлення гліцерину, якщо довжина хвилі жовтого світла в ньому $\lambda=407$ нм, а енергія фотонів $E=2,07$ еВ. [1,5]

19.13.

Світловий потік, що має потужність $P=120$ кВт/м², падає нормально на дзеркальну поверхню. Який тиск відчуває поверхня? [0,8 мПа]

19.14.

У паралельному пучку світла сумарний імпульс $N=7600$ фотонів дорівнює середньому імпульсу атома гелію при температурі $T=300$ K. Визначити довжину хвилі світла. [0,55 мкм]

19.15.

При попаданні на антикатод (анод) рентгенівської трубки пучка швидких електронів внаслідок їх різного гальмування виникає рентгенівське випромінювання (утворюються рентгенівські фотони). Визначити найменшу довжину хвилі цього випромінювання, якщо напруга на трубці $U=50$ кВ. [24,8 пм]

19.16.

Визначити довжину хвилі короткохвильової межі peнтгенівського спектра, якщо швидкість електронів, які підлітають до антикатода (анода) рентгенівської трубки, $v=0,85c$ ($c$ – швидкість світла). [2,8 пм]

19.17.

Визначити довжину хвилі випромінювання, кванти котрого мають таку саму енергію, що й електрон, який пройшов різницю потенціалів $U=4,1$ В. [0,3 мкм]

19.18.

Рентгенівська трубка, що працює при напрузі $U=50$ кВ і струмі $I=2$ мА, випромінює за $\tau=1$ с $N=5\cdot{10}^{13}$ фотонів з середньою довжиною хвилі $\lambda=0,1$ нм. Визначити ККД трубки, тобто, який відсоток від потужності споживаного струму становить потужніcть рентгенівського випромінювання. [0,1 %]

19.19.

Лазер випромінює в імпульсі енергію $E=10$ Дж за час $\tau=0,13$ мс. Визначити середній тиск лазерного імпульсу, якщо його сфокусувати в цятку діаметром $d=10$ мкм на перпендикулярній до пучка поверхні. Коефіцієнт відбивання поверхні $\rho=0,5$. [5 МПа]

19.20.

Визначити тиск сонячних променів на поверхню чорного тіла, розташованого на відстані, що дорівнює відстані між Землею та Сонцем. Інтенсивність сонячного випромінювання на цій відстані $I=120$ кВт/м². [4,7 мкПа]

19.21.

Об’ємна густина енергії світлового випромінювання $w=10$ Дж/м³. Який тиск воно створює при нормальному падінні на поверхню з коефіцієнтом відбивання $\rho=0,5$? [15 Па]

19.22.

Лазерний промінь потужністю $P=100$ Вт падає на непрозору пластинку під кутом $\alpha=60^{\circ}$ до неї. Пластинка поглинає $\eta=80$ % випромінювання, а решту - дзеркально відбиває. Визначити силу тиску променя на пластинку. [$(P/c)(2-\eta)\sin^{2}\alpha=0,346$  мкН; $c$ – швидкість світла]