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]