Квантовая физика гуап 2021. КвантоваяФизика2021. Методические указания по их выполнению. Указания ко всем лабораторным работам переработаны и до полнены
 Скачать 4.11 Mb.
|
|
Обработка результатов измерений. Построить ВАХ (графики I = f(U)) для каждого из исследованных светофильтров 86 2. Представить в виде таблицы данные о зависимости запирающего напряжения з от длины волны λ светофильтра и от частоты ν. 3. Используя известные значения постоянных h и e, вычислить работу выхода A вых и частоту красной границы гр по формулам A вых = hν−eU з (6) и ν гр = з. Оценить погрешность найденных значений. Относительная ошибка измерения з и I – 4%. 4. Построить график зависимости з от частоты ν (рис. 2). Найти по графику угловой коэффициент этой прямой, а затем вычислить значение постоянной Планка h по формуле (5). Используя тот же график, определить работу выхода, граничную частоту гр и красную границу материала фотокатода г. Сравнить результаты, полученные в пп. 3 и Контрольные вопросы. Что такое внешний фотоэлектрический эффект. Объясните устройство и принцип работы фотоэлемента. Нарисуйте вольтамперную характеристику фотоэлемента. Сформулируйте основные законы фотоэффекта. В чём состоит невозможность объяснения законов внешнего фотоэффекта в волновой оптике Изложите гипотезу Эйнштейна о фотонах. Получите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта объясните его смысл. Что такое красная граница фотоэффекта Запишите выражение для красной границы. Что показывает интегральная чувствительность фотоэлемента СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ. Значения фундаментальных физических постоянных Постоянная Стефана – Больцмана = 5,67·10 –8 Вт/(м 2 · К 4 ) Постоянная Вина = 2,90·10 –3 м·К Постоянная Планка = 1,0546·10 –34 Дж·с h = 2π ħ = 6,626·10 –34 Дж·с Скорость света в вакууме с = 2,998·10 8 м/с Постоянная Больцмана k Б = 1,3807·10 –23 Дж/К Заряд электрона е = 1,602·10 –19 Кл Масса покоя электрона = 9,11·10 –31 кг Масса покоя протона = 1,6726·10 –27 кг Масса покоя нейтрона = 1,6750·10 –27 кг Нормальные условия = 0ηC, p = 760 мм. рт. ст. Комптоновская длина волны электрона = 2,43·10 –12 м Гравитационная постоянная = 6,6726·10 –11 м 3 /(кг·с 2 ) Электрическая постоянная = 8,8510 –12 Ф/м Число Авогадро = 6,022·10 23 моль –1 Универсальная газовая постоянная = 8,314 Дж/(К·моль) 2. Внесистемные единицы измерения Электрон-вольт: 1 эВ = 1,6·10 –19 Дж. Килоэлектрон-вольт: 1 кэВ = 10 3 эВ. Мегаэлектрон-вольт: 1 МэВ = 10 6 эВ. Миллиметр ртутного столба 1 мм рт. ст. (1 Торр) = 133,0 Па. Ангстрем Е = 10 –10 м. Температура в градусах Цельсия С = T–273 К. Атомная единица массы 1 а.е.м. = 1,66·10 –27 кг. Приставки, используемые при образовании единиц измерения Фемто- ф 10 –15 Пико- п 10 –12 Нано- н 10 –9 Микро- мк 10 –6 Милли- м Кило- к 3 Мега- М 10 6 4. Излучение абсолютно черного тела при яркостной температуре излучателя Я = Св диапазоне (0,40–0,65) мкм, нм, Вт/м 3 λ,нм ε(λ,T), Вт/м 3 0,40 3, 68·10 11 0,53 15,17·10 11 0.42 4,99·10 11 0,56 18,34·10 11 0,44 6,50·10 11 0,59 21,45·10 11 0,46 8,25·10 11 0,62 24,42·10 11 0,48 10,07·10 11 0,65 27, 16·10 11 0,50 12,05·10 11 0,68 29,61·10 11 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Савельев, ИВ. Курс физики учеб. пособие в 3 т. / ИВ. Саве- льев. е изд, стер. СПб.: Лань, б. г. Т. 3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. 2019. 308 с. // Лань электронно-библиотечная система. URL: https://e.lanbook.com/book/117716 (дата обращения 12.09.2021). Режим доступа для авториз. пользователей Яворский, Б. М. Основы физики учебник для вузов в 2 т. Т. 2. Колебания и волны. Квантовая физика. Физика ядра и элементарных частиц / Б. М. Яворский, А. А. Пинский под. ред. Ю. И. Дика. е изд, стер. М ФИЗМАТЛИТ, 2003. 552 с. URL: https://znanium. com/catalog/product/1223527 (дата обращения 12.09.2021). Режим доступа по подписке Иродов, И. Е. Квантовая физика. Основные законы / И. Е. Иродов, е изд, эл. М Лаборатория знаний, 2017. 261 с. URL: https:// znanium.com/catalog/product/540349 (дата обращения 12.09.2021). Режим доступа по подписке Сивухин, Д. В. Общий курс физики учеб. пособие для вузов Вт. Т. 4: Оптика / Д.В. Сивухин. е изд. М ФИЗМАТЛИТ, 2002. 792 с. URL: https://znanium.com/catalog/product/944794 (дата обращения. Режим доступа по подписке Сивухин, Д. В. Общий курс физики учеб. пособие. Вт. Т. 5: Атомная и ядерная физика / Д. В. Сивухин. М ФИЗМАТЛИТ, 2008. 784 с. URL: https://znanium.com/catalog/product/944829 (дата обращения 12.09.2021). Режим доступа по подписке Трофимова, Т. И. Курс физики учеб. пособие для студ. учреждений высш. образования / Т. И. Трофимова. е изд, стер. М Издательский центр Академия, 2020. 560 с Бондарев, Б. В. Курс общей физики в 3 кн. Книга 2: электромагнетизм, оптика, квантовая физика учебник для бакалавров / Б. В. Бондарев, Н. П. Калашников, Г. Г. Спирин. е изд. М Юрайт, 2019. 441 с. (Бакалавр. Академический курс) // Образовательная платформа Юрайт сайт. URL: https://urait.ru/bcode/425490 (дата обращения 12.09.2021). 90 Содержание Лабораторная работа № 1. Проверка законов теплового излучения ............................... Лабораторная работа № 2. Изучение спектра атома водорода с помощью дифракционного спектрометра ............................................................ Лабораторная работа № 3. Изучение зависимости электрического сопротивления металлов и полупроводников от температуры ...................... Лабораторная работа № 4. Определение удельного заряда электрона ............................ Лабораторная работа № 5. Эффект Холла в германии ................................................. Лабораторная работа № 6. Определение ширины запрещенной зоны полупроводников ... Лабораторная работа № 7. Определение потенциалов возбуждения атомов .................... Лабораторная работа № 8. Определение энергии альфа-частиц по пробегу в воздухе ......................................................... Лабораторная работа № 9. Исследование энергии излучения .................................... Лабораторная работа № 10. Опыты Столетова по изучению фотоэффекта ........................ Справочная информация ................................................... Библиографический список ............................................... 89 |