методичка. Министерство российской федерации по связи и информатизации
 Скачать 1.5 Mb.
|
|
2.3. До какого потенциала можно зарядить удаленный от других тел цинковый шарик, облучая его ультрафиолетовым излучением с длиной волны 200 нм 2.4. Определите энергию и импульс фотона, если соответствующая ему длина волны равна 1,6 нм. 2.5. Какую энергию должен иметь фотон, чтобы его масса была равна массе покоя электрона 3.1. При фотоэффекте с платиновой поверхности задерживающий потенциал оказался равным 0,8 В. Найдите а) длину волны и частоту падающих фотонов б) максимальную длину волны, при которой возможен фотоэффект. 3.2. На поверхность металла падают монохроматические лучи с длиной волны 0,1 мкм. Красная граница фотоэффекта 0,3 мкм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии 3.3. Фотон с энергией 10 эВ падает на серебряную пластинку и вызывает фотоэффект. Определите импульс, полученный пластинкой, если принять, что направление движения фотона и фотоэлектрона лежат на одной прямой, перпендикулярной поверхности пластины. 50 3.4. Какова должна быть длина волны, падающих на платиновую пластинку, фотонов, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была 3 Мм/с? 3.5. Определите красную границу фотоэффекта для цинка и максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых сего поверхности электромагнитным излучением с длиной волны 250 нм. 4.1. При очередном освещении поверхности некоторого металла светом с длинами волн 0,35 мкм и 0,54 мкм обнаружили, что соответствующие максимальные скорости фотоэлектронов отличаются в два раза. Найдите работу выхода с поверхности этого металла. 4.2. До какого максимального потенциала зарядится удаленный от других тел медный шарик при облучении его электромагнитным излучением с длиной волны 140 нм 4.3. На пластинку падает монохроматический свет с длиной волны мкм, освобождая при этом 900 фотоэлектронов. Фоточувствительность поверхности 9 мА/Вт. Определите число квантов, падающих на поверхность. 4.4. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,95 В. Определите работу выхода электронов с поверхности пластинки и максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов. Начальная энергия фотона 10 эВ. 4.5. Определите энергию, импульс и массу фотона с длиной волны 1,24 нм. 5.1. На металл падают рентгеновские лучи с длиной волны 1 нм. Пренебрегая работой выхода, определите максимальную скорость фотоэлектронов. 5.2. Определите постоянную Планка, если известно, что фотоэлектроны, вырываемые с поверхности катода излучением с длиной волны 240 нм, задерживаются при потенциале 0,2 В, а при облучении этого катода излучением с длиной волны 254 нм фототок прекращается при задерживающем потенциале 0,485 В. 5.3. Красная граница фотоэффекта для цинка 310 нм. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, если на пластинку из цинка падают лучи с длиной волны 200 нм. 5.4. Электромагнитное излучение с длиной волны 0,3 мкм падает на фотоэлемент, находящийся в режиме насыщения. Спектральная чувствительность фотоэлемента мА/Вт. Найдите выход фотоэлектронов, те. число фотоэлектронов на каждый падающий фотон. 5.5. При облучении рентгеновским монохроматическим излучением шарика электроскопа его листочки перестают расходиться при разности потенциалов между шариком и землей в U = 8 кВ. Найдите длину волны λ рентгеновского излучения. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы импульс его был равен импульсу фотона с длиной волны 500 нм 6.2. Импульс, переносимый монохроматическим пучком фотонов через площадку см 2 за время 10 с равен 2·10 -6 (кг мс. Найдите энергию, падающую на единицу площади в единицу времени, и количество фотонов, падающих на единицу площади в единицу времени, если длина волны падающего излучения 500 нм. 6.3. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Найдите 1) работу выхода электрона из металла 2) максимальную скорость электронов, вырываемых из металла светом с длиной волны 300 нм 3) максимальную 51 кинетическую энергию фотоэлектронов 4) задерживающую разность потенциалов. Железный шарик, отдаленный от других тел при облучении его монохроматическим светом заряжается до максимально возможного потенциала 2 В. Работа выхода из железа 4,36 эВ. Определите длину волны монохроматического излучения. Если катод освещать излучением с длиной волны 200 нм, то задерживающий потенциал равен 0,3 В. Определите задерживающий потенциал, если катод освещается монохроматическим светом с длиной волны 300 нм. Определите работу выхода. 52 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Физические величины Таблица 1 - Фундаментальные физические величины № п п Величина Обозначение. Значение 1. Магнитная постоянная 0 4 ·10 7 Гн/м 2. Электрическая постоянная 0 8,85418782·10 -12 Ф/м 3. Скорость света в вакууме с 299792458 мс 4. Элементарный заряде Кл 5. Постоянная Планка h 6,626176·10 -34 Дж·с Постоянная Планка редуцированная 1,0545887·10 -34 Дж·с 6. Число Авогадро А 23 моль 7. Атомная единица массы а.е.м. 1,6605655·10 -27 кг 8. Энергетический эквивалент одной а.е.м. 931,5016 МэВ 9 Масса покоя электрона е кг 5,4858026·10 -4 а.е.м. 10 мюона m 1,883566·10 -28 кг 0,11342920 а.е.м. 11 протона m p 1,6726485·10 -27 кг 1,007276470 а.е.м. 12 нейтрона m n 1,6749543·10 -27 кг 1,008665012 а.е.м. 13. Удельный заряд электрона е e 1,7588047· 10 11 Кл кг 14. Число Фарадея F 9,648456·10 4 ККл/моль 15. Постоянная Ридбергам. Боровский радиус a 0 5,2917706·10 -11 м 17 Комптоновская длина волны электрона сем протона ср 1,3214099·10 -15 м 19. Магнетон Бора Б Дж/Т 20. Ядерный магнетон яд Дж/Т 21 Магнитный момент электрона е Дж/Т 22 протона p 1,4106171·10 -26 Дж/Т 23. Газовая постоянная R 8,31441 Дж/(моль·К) 24. Объем 1 моля идеального газа V 0 2,241383·10 -2 ммоль 25. Постоянная Больцмана k 1,380662·10 -23 Дж/К 26. Постоянная Стефана-Больцмана 5,67032·10 -8 Вт/(м 2 ·К 4 ) 27. Гравитационная постоянная G 6,6720·10 -11 Н·м 2 /кг 2 28. Квант магнитного потока 0 2,0678506·10 -15 Вб 29. Квант циркуляции 3,6369455·10 -4 Дж/(Гц·кг) 53 Таблица 2 - Работа выхода из металлов Металл А,эВ Металл А,эВ Металл А,эВ Алюминий 3,74 Калий 2,15 Никель 4,84 Барий 2,29 Кобальт 4,25 Платина 5,29 Висмут 4,62 Литий 2,39 Серебро 4,28 Вольфрам 4,50 Медь 4,47 Титан 3,92 Железо 4,36 Молибден 4,27 Цезий 1,89 Золото 4,58 Натрий 2,27 Цинк 3,74 Таблица 3- Некоторые свойства металлов Атомный вес Плотность, г/см 3 Температурный коэффициент, , град -1 Алюминий, Al 27,0 2,7 0,004 Вольфрам, W 184,0 19,3 0,005 Константан, (Cu-60%, Ni-40%) Латунь, (Cu-60%, Zn-40%) 0,001 Манганин, (Cu-85%, Mn-12%, Ni- 3%) Медь, Cu 64,0 8,9 0,004 Никелин, (Cu-65%, Ni-34%, Mn-1%) Нихром, (Ni-65%, Cr-16%, Fe-17%, Mn-1%) Платина, Pt 195,0 21,5 0,004 Никель, Ni 59,0 8,6 - Ртуть, Hg 201,0 13,6 Серебро, Ag 108,0 10,5 0,004 Свинец, Hb 207,0 11,3 0,004 Цинк, Zn 65,0 7,8 0,004 Хром, Cr 52,0 7,1 - Железо, Fe 56,0 7,8 0,006 Марганец, Mn 55,0 7,3 - 54 Таблица 4 - Плотность некоторых веществ Вещество Плотность вещества, ρ, кг/м 3 Эфир этиловый 710 глицерин 1260 керосин 800 ацетон 781 оргстекло 1180 55 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Образец оформления титульного листа Федеральное агентство связи ФГБОУ ВО «СибГУТИ» Кафедра физики Лабораторная работа 1.1 ПРОВЕРКА ОСНОВНОГО ЗАКОНА ДИНАМИКИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ МАЯТНИКА ОБЕРБЕКА Выполнил студент группы Проверил преподаватель Измерения сняты __________________________ Дата, подпись преподавателя Отчет принят ______________________________ Дата, подпись преподавателя Работа зачтена Оценка, дата, подпись преподавателя НОВОСИБИРСК 2020 56 Приложение 3 Правила построения графиков Электронный ресурс https://studfiles.net/preview/1828566/page:4/) 1. Графики строят на миллиметровой бумаге. Допускается построение графиков на тетрадном листе в клеточку. Размер графика – не менее чем 12 12 см. Графики строят в прямоугольной системе координат, где по горизонтальной оси (оси абсцисс) откладывают аргумент, независимую физическую величину, а поверти- кальной оси (оси ординат) – функцию, зависимую физическую величину. 2. Обычно график строят на основании таблицы экспериментальных данных, откуда легко установить интервалы, в которых изменяются аргумент и функция. Их наименьшее и наибольшее значения задают значения масштабов, откладываемых вдоль осей. Не следует стремиться поместить на осях точку (0,0), используемую как начало отсчета на математических графиках. Для экспериментальных графиков масштабы по обеим осям выбирают независимо друг от друга и, как правило, соотносят с погрешностью измерения аргумента и функции желательно, чтобы цена наименьшего деления каждой шкалы примерно равнялась соответствующей погрешности. 3. Масштабная шкала должна легко читаться, а для этого необходимо выбрать удобную для восприятия цену деления шкалы одной клетке должно соответствовать кратное 10 количество единиц откладываемой физической величины 10 n , 2 10 n или 5 10 n , где n – любое целое число, положительное или отрицательное. Так, числа 2; 0,5; 100; 0,02 – подходят, а числа 3; 7; 0,15 – не подходят для этой цели. 4. При необходимости масштаб по одной и той же оси для положительных и отрицательных значений откладываемой величины может быть выбран разным, но только в том случае, если эти значения отличаются не менее чем на порядок, те. враз и более. Примером может служить вольтамперная характеристика диода, когда прямой и обратный токи отличаются не менее чем в тысячу раз прямой ток составляет миллиамперы, обратный – микроамперы. 5. Против каждой оси указывают название или символ откладываемой по оси величины, а через запятую – единицы ее измерения, причем все единицы измерения приводят в русском написании в системе СИ. Числовой масштаб выбирают в виде равноотстоящих по значению круглых чисел, например 2; 4; 6; 8 … или 1,82; 1,84; 1,86 …. Масштабные риски проставляют по осям на одинаковом расстоянии друг от друга, чтобы они выходили на поле графика. По оси абсцисс цифры числового масштаба пишут под рисками, по оси ординат – слева от рисок. 6. Экспериментальные точки аккуратно наносят на поле графика карандашом. Их всегда проставляют так, чтобы они были отчетливо различимы. Если в одних осях строят различные зависимости, полученные, например, при измененных условиях эксперимента или на разных этапах работы, то точки таких зависимостей должны отличаться друг от друга. Их следует отмечать разными значками (квадратами, кружками, крестиками и т.п.) или наносить карандашами разного цвета. 7. Через экспериментальные точки с помощью карандаша проводят плавную кривую так, чтобы точки в среднем были одинаково расположены по обе стороны от 57 проведенной кривой. Если известно математическое описание наблюдаемой зависимости, то теоретическая кривая проводится точно также. Нет смысла стремиться провести кривую через каждую экспериментальную точку, это будет являться грубой ошибкой. На Рис. 6.1 показан пример построения графика для вольт-амперной характеристики резистора. Эта зависимость линейная, поэтому проводим прямую через экспериментальные точки, так чтобы прямая лежала наиболее близко к экспериментальным значениям. 8. Правильно построенная кривая должна заполнять все поле графика, что будет свидетельством правильного выбора масштабов по каждой из осей. Если же значительная часть поля оказывается незаполненной, то необходимо заново выбрать масштабы и перестроить зависимость. Пример графика приведен на рисунке 6.1 Рис. 6.1 Пример графика ВАХ резистора 58 ЛИТЕРАТУРА 1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики Учебное пособие для вузов, Изд. е, испр. и доп. – М Высш. шк, 1999, 718 с. 2. Савельев ИВ. Курс общей физики. Учебное пособие для втузов, Т. 1, 2, 3., М Наука, 1988 (или любое издание др. года. 3. Трофимова Т.И. Курс физики, е изд, стер. – М Высш. шк, 1999, 542 с. 4. Трофимова Т.И., Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями, М Высшая школа, 1999, 591 с. 5. Иродов ИВ. Сборник задач по атомной и ядерной физике. Учебное пособие для вузов. М Атомиздат, 1971. 6. Шпольский ЭВ. Атомная физика, т. 1: Введение в атомную физику. Учебное пособие – е изд. испр. – М Наука, 1984, 552 с. 59 Гулидов АИ, Татарников В.М., Лисейкина ТА. КВАНТОВАЯ ОПТИКАМ е то д и чески е указания кл а борат о р ному практикуму по физике bРедактор: АИ. Гулидов Корректор ОС. Шкитина Лицензия РЛ №020475 Подписано в печать . Формат бумаги х Бумага писчая №1. Уч. Изд. Л. . Тираж 300 Типография СибГУТИ, Кирова, 86. |