Лабораторная работа. Фотоэффект Эффект комптона Волновые свойства частиц определить э. Должен иметь
Скачать 57.29 Kb.
|
Wэлектрона отдачи. Фотон с импульсом р= 1,02 МэВ/c, где cскорость света, рассеялся на покоив- шемся свободном электроне, в результате чего импульс фотона стал р = 0,255 МэВ/c. Под каким углом рассеялся фотон? Фотон рассеялся под углом = 120○ на покоившемся свободном электроне, в ре- зультате чего электрон получил кинетическую энергию W= 0,45 МэВ. Найти энер- гию фотона до рассеяния. Фотон с энергией = 0,15 МэВ рассеялся на свободном электроне, в результате чего его длина волны изменилась на = 3 пм. Найти угол , под которым вылетел ком- птоновский электрон. В параллельном пучке монохроматического излучения N= 7,6103 фотонов имеют суммарный импульс, равный среднему импульсу атома гелия (= 4 г/моль) при температуре Т= 300 К. Определить длину волны фотонов. Нить лампы накаливания излучает «свет», средняя длина волны которого = 1200 нм. Сколько nфотонов ежесекундно испускается нитью, если мощность лампы Р= 200 Вт? Чувствительность сетчатки глаза человека к электромагнитному излучению с дли- ной волны = 570 нм (жёлтый свет) составляет Р0 = 1,81018 Вт. Какому потоку JФ фотонов это соответствует? Лазерное излучение с длиной волны = 0,70 мкм распространяется в виде цилинд- рического пучка радиуса r= 0,10 мм. Мощность излучения лазера Р= 0,10 Вт. Оп- ределить плотности потоков фотонов jФ, импульса jр, релятивистской массы jmв ла- зерном луче. Вычислить длину волны де Бройля Б для: 1) -частицы; 2) нейтрона; 3) молекулы азота (= 28 г/моль), двигающихся с тепловой скоростью при температуре t= 25 ○C. Вычислить кинетическую энергию W: 1) электрона; 2) молекулы кислорода (= 32 г/моль); 3) частицы, радиус которой r= 0,1 мкм и плотность = 2 г/см3, если каждой из этих частиц соответствует волна де Бройля Б = 0,1 нм. При каком значении кинетической энергии Wдебройлевская длина волны Б элек- трона равна его комптоновской длине волны С? Электрон, движущийся со скоростью v= 5000 км/c, попадает в однородное уско- ряющее поле напряжённостью Е= 10 В/см. Какое расстояние sдолжен пройти элек- трон в поле, чтобы длина волны де Бройля Б стала равной 0,1 нм? Какую энергию Wнеобходимо дополнительно сообщить электрону, чтобы его деб- ройлевская длина волны уменьшилась от Б1 = 100 пм до Б2 = 50 пм? Найти дебройлевскую длину волны Б молекул водорода (= 2 г/моль), соответст- вующую их наиболее вероятной скорости при комнатной температуре (Т= 300 К). На узкую щель шириной a= 1 мкм направлен параллельный пучок электронов, имеющих скорость v= 3,65 Мм/с. Учитывая волновые свойства электронов, опреде- лить расстояние xмежду двумя максимумами первого порядка в дифракционной картине, полученной на экране, отстоящем на l= 10 см от щели. Параллельный пучок моноэнергетических электронов падает нормально на диа- фрагму с узкой прямоугольной щелью ширины a= 1 мкм. Определить скорость vэтих электронов, если на экране, отстоящем от щели на расстояние l= 50 см, ширина центрального дифракционного максимума x= 0,36 мм. Параллельный поток электронов, ускоренных разностью потенциалов U= 25 В, па- дает на диафрагму с двумя узкими щелями, расстояние между которыми d= 50 мкм. Определить расстояние xмежду соседними максимумами интерференционной кар- тины на экране, расположенном на расстоянии l= 100 см от щелей. Поток моноэнергетических электронов с дебройлевской длиной волны Б = 10 мкм, отвечающей «классическому» импульсу, падает нормально на щель шириной a= 0,10 мм. Оценить с использованием соотношения неопределённостей угловую ширину пучка за щелью. След пучка электронов на экране электронно-лучевой трубки имеет диаметр d0, 5 мм. Расстояние от электронной пушки до экрана l20 см, ускоряющее на- пряжение U= 10 кВ. Оценить с помощью соотношения неопределённостей неопре- делённость ∆xкоординаты электрона на экране. Среднее время жизни атома в возбуждённом состоянии составляет 10с. При переходе в основное состояние атом испускает фотон со средней длиной волны = 500 нм. Для ансамбля таких атомов оценить: 1) энергетическую ширину Wли- нии излучения; 2) спектральную ширину линии; 3) относительную ширину / линии. Возбуждённый атом испускает фотон в течение 10с. Средняя длина волны из- лучения = 600 нм. Найти, с какой точностью могут быть определены энергия, дли- на волны и положение фотона в пространстве. |