Фотоэффект. Эффект комптона

• Название: Фотоэффект. Эффект комптона
• Дата: 28.02.2023
• Размер: 55.49 Kb.
• Имя файла: idzkvantsvet2.docx
• Тип: Документы; #960820
• страница: 2 из 2

I_н, если считать, что = 5% па- дающих фотонов выбивают электроны из металла.

20. 
    Световой поток, падающий на фотокатод, создаёт ток насыщения I_н = 1 мкА. При- нимая, что = 1% фотонов вызывают фотоэффект и что анод улавливает все осво- бождённые электроны, определить величину падающего светового потока . Длина волны падающего света λ = 400 нм.
    

21. 
    Электромагнитное излучение с длиной волны = 300 нм падает на фотоэлемент, на- ходящийся в режиме насыщения. Соответствующая спектральная чувствительность составляет J= 4,8 мА/Вт. Найти квантовый выход w.
    

Указание. Квантовый выход число вылетевших электронов, приходящееся на один фо- тон, падающий на поверхность тела.

22. 
    При освещении фотокатода монохроматическим излучением с длиной волны = 546 нм чувствительность составляет J= 12,5 мА/Вт. Вычислить квантовый выход wи задерживающий потенциал _з, при котором фототок равен нулю. Работа выхода электрона для фотокатода А= 2 эВ.
    

23. 
    Плоский серебряный электрод освещается монохроматическим излучением с дли- ной волны = 83 нм. Определить, на какое максимальное расстояние x_max от по- верхности электрода может удалиться фотоэлектрон, если вне электрода имеется за- держивающее электрическое поле напряжённостью Е= 10 В/см. «Красная граница» для серебра _кр = 264 нм.
    

24. 
    Фотоны с энергией = 5 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода А= 4,7 эВ. Определить максимальный импульс p_max, передаваемый поверхности это- го металла при вылете электрона.
    

25. 
    Определить длину волны ультрафиолетового излучения, падающего на поверх- ность некоторого металла, при максимальной скорости фотоэлектронов v_max = 10 Мм/с. Работой выхода электронов из металла пренебречь.
    

26. 
    Определить максимальную скорость v_max фотоэлектронов, вылетающих из металла под действием -излучения с длиной волны = 3 пм.
    

27. 
    Определить максимальную скорость v_max фотоэлектронов, вылетающих из металла при облучении -фотонами с энергией = 1,53 МэВ.
    

28. 
    Максимальная скорость v_max фотоэлектронов, вылетающих из металла при облуче- нии его -фотонами, равна 291 Мм/c. Определить энергию -фотонов.
    

29. 
    Длина волны фотона равна комптоновской длине _С электрона. Определить энер- гию и импульс рфотона.
    

30. 
    Рентгеновское излучение с длиной волны = 7,210^м рассеивается графитом. Оп- ределить длину волны рентгеновских лучей, рассеянных под углами ₁ = и
    

₂ = /2 к первоначальному направлению.

31. 
    Определить комптоновское изменение длины волны при рассеянии рентгенов- ского излучения на протонах под углом = 120^○ к первоначальному направлению.
    

32. 
    Определить максимальное изменение ()_max длины волны при комптоновском рас- сеянии: 1) на свободных электронах; 2) на свободных протонах.
    

33. 
    В результате комптоновского рассеяния длина волны фотона с энергией = 0,3 МэВ изменилась на 20%. Определить энергию Wэлектрона отдачи.
    

34. 
    Фотон рентгеновского излучения с длиной волны = 2,1410^м в результате эф- фекта Комптона испытал рассеяние под углом = /2 к первоначальному направле- нию. Какую часть xсвоей энергии фотон передал электрону?
    

35. 
    В результате эффекта Комптона фотон с энергией = 0,3 МэВ испытал рассеяние под углом = 120^○. Определить энергию рассеянного фотона и кинетическую энергию Wэлектрона отдачи.
    

36. 
    Фотон рентгеновского излучения при столкновении со слабо связанным электроном передаёт ему 25% своей энергии. Определить длину волны фотона, если рассеяние происходит под углом = 90^○ к первоначальному направлению падающего излуче- ния.
    

37. 
    Излучение с длиной волны = 70,8 пм рассеивается графитом. Наблюдается излу- чение, рассеянное под углом = 90^○. Определить угол между падающим фотоном и электроном отдачи.
    

38. 
    При облучении вещества рентгеновским излучением обнаружено, что максимальная кинетическая энергия W_max электронов после комптоновского рассеяния составляет 0,44 МэВ. Определить длину волны падающего излучения.
    

39. 
    Квант -излучения испытывает комптоновское рассеяние назад (= ) на свободном покоившемся электроне. Предполагая, что электрон отдачи является ультрареляти- вистским (W>> m_ec²) определить энергию рассеянного фотона.
    
40. 
    Определить импульс рэлектрона отдачи при эффекте Комптона, если фотон с энер- гией, равной энергии покоя электрона был рассеян на угол = 180^○.
    
41. 
    Какая доля xэнергии фотона приходится при эффекте Комптона на электрон отдачи, если фотон претерпел рассеяние на угол = 180^○. Энергия фотона до рассеяния
    

= 0,255 МэВ.

42. 
    Фотон рассеялся под углом = 90^○ на покоившемся свободном электроне. Угол , под которым вылетел электрон, равен 30^○. Определить энергию падающего фото- на.
    

43. 
    Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеиваю- щее вещество. При этом длины волн смещённых составляющих излучения, рассеян- ного под углами ₁ = 60^○ и ₂ = 120^○, отличаются друг от друга в = 2 раза. Считая, что рассеяние происходит на свободных электронах, найти длину волны падающе- го излучения.
    

44. 
    Фотон с длиной волны = 6 пм рассеялся под прямым углом на покоившемся сво- бодном электроне. Найти: 1) частоту рассеянного фотона; 2) кинетическую энер- гию Wэлектрона отдачи.
    

45. 
    Фотон с импульсом р= 1,02 МэВ/c, где cскорость света, рассеялся на покоив- шемся свободном электроне, в результате чего импульс фотона стал р = 0,255 МэВ/c. Под каким углом рассеялся фотон?
    

46. 
    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.
    

47. 
    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.
    

48. 
    В параллельном пучке монохроматического излучения N= 7,610³ фотонов имеют суммарный импульс, равный среднему импульсу атома гелия (= 4 г/моль) при температуре Т= 300 К. Определить длину волны фотонов.
    

49. 
    Нить лампы накаливания излучает «свет», средняя длина волны которого = 1200 нм. Сколько nфотонов ежесекундно испускается нитью, если мощность лампы Р= 200 Вт?
    

50. 
    Чувствительность сетчатки глаза человека к электромагнитному излучению с дли- ной волны = 570 нм (жёлтый свет) составляет Р₀ = 1,810^18 Вт. Какому потоку J_Ф фотонов это соответствует?
    

51. 
    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 j_Ф, импульса j_р, релятивистской массы j_mв ла- зерном луче.
    

52. 
    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.
    
53. 
    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.
    

54. 
    При каком значении кинетической энергии Wдебройлевская длина волны _Б элек- трона равна его комптоновской длине волны _С?
    

55. 
    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?
    
56. 
    Какую энергию Wнеобходимо дополнительно сообщить электрону, чтобы его деб- ройлевская длина волны уменьшилась от _Б1 = 100 пм до _Б2 = 50 пм?
    

57. 
    Найти дебройлевскую длину волны _Б молекул водорода (= 2 г/моль), соответст- вующую их наиболее вероятной скорости при комнатной температуре (Т= 300 К).
    

58. 
    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.
    

59. 
    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.
    

60. 
    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.
    

61. 
    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.
    

62. 
    След пучка электронов на экране электронно-лучевой трубки имеет диаметр
    

d0, 5 мм. Расстояние от электронной пушки до экрана

l20 см, ускоряющее на-

пряжение U= 10 кВ. Оценить с помощью соотношения неопределённостей неопре- делённость ∆xкоординаты электрона на экране.

63. 
    Среднее время жизни атома в возбуждённом состоянии составляет 10^с. 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.

64. 
    Возбуждённый атом испускает фотон в течение 10^с. Средняя длина волны из- лучения = 600 нм. Найти, с какой точностью могут быть определены энергия, дли- на волны и положение фотона в пространстве.
    

Индивидуальный график выполнения домашнего задания по теме «ФОТОЭФФЕКТ. ЭФФЕКТ КОМПТОНА. ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА ЧАСТИЦ»

Вариант	Задачи
	8	39	30	52	7
	27	37	6	10	63
	64	18	26	3	12
	20	41	61	12	48
	24	12	18	26	50
	18	12	13	56	29
	18	45	35	53	24
	2	44	4	33	11
	17	36	3	34	26
	23	20	7	4	64
	11	34	12	58	51
	20	45	56	47	12
	4	19	57	42	33
	54	14	39	13	2
	4	27	37	22	39
	10	33	24	28	6
	10	38	44	21	52
	61	56	15	52	47
	28	9	32	31	61
	36	22	43	58	27
	6	37	48	22	26
	62	64	50	10	49
	12	31	51	60	14
	1	60	19	35	58
	6	64	20	58	62
	31	21	16	46	9
	6	18	59	22	16
	57	29	35	49	8
	52	43	41	37	46
	45	22	11	50	26