Материал: тесты оптика экз нова

10.17. На рисунке представлены вольтамперные характеристики (кривые 1, 2 и 3) фотоэффекта для одного и того же металла. Чем отличаются эти характеристики? ( I интенсивность света, ν – частота света)

Ответ:

1) интенсивность света одинакова I₁= I₂ = I₃, частота одинакова ν₁=ν₂ =ν₃;

2) I₁ >I₂ >I₃, ν₁ = ν₂ = ν₃;

3) I₁= I₂ = I₃ , ν₁ > ν₂ > ν₃;

4) I₁= I₂ = I₃, ν₁ < ν₂ < ν₃.

11.17. Какой график соответствует зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов е от частоты падающих на вещество фотонов при внешнем фотоэффекте?

Ответы:

1) 1); 2) 2); 3) 3); 4) 4).

14.17. На рисунках представлены зависимости функции Кирхгофа от абсолютной температуры тела, длины волны λ и частоты ν тела. Выберите график, описывающий закон смещения Вина:

Ответ:

1) а); 2) б); 3) в); 4) г).

15.17. На рисунках представлены зависимости функции Кирхгофа от абсолютной температуры тела, длины волны λ и частоты ν тела. Выберите график, описывающий второй закон Вина:

Ответ:

1) а); 2) б); 3) в); 4) г).

18. Квантовые свойства света.

1.18. На рисунке представлена схема взаимодействия фотона и электрона согласно эффекту Комптона. Импульс фотона до взаимодействия Р_ф , угол рассеяния α равен 90⁰, направление движения электрона отдачи составляет с направлением падающего фотона угол φ=30⁰ . Найти импульс рассеянного фотонаP_ф^’.

Ответ:

1) ; 2) ; 3) ; 4) .

2.18. Во сколько раз энергия фотона, соответствующего гамма-излучению с частотой 310²¹Гц больше энергии фотона рентгеновского излучения с длиной волны 3 ^.10^-10м? (постоянная Планка 6,6210^-34 Джс; скорость света в вакууме 310⁸ м/с)

Ответ:

1) 30; 2) 90; 3) 200; 4) 3000.

E1=h*v1

E2=h*c/L2

E1/E2=L2*v1/c=3*10^-10*3*10^21/3*10^8=3000

3.18. Если на зеркальную поверхность перпендикулярно ей падает свет и полностью отражается от нее, то импульс, переданный поверхности при отражении одного фотона, равен:

Ответ: 2

1) ; 2) ; 3) ; 4) .

4.18. Источник монохроматического излучения с длиной волны λ имеет мощность Р. Определить число фотонов N, испускаемых источником ежесекундно.

Ответ:

1) hc/(Pλ); 2) Pλ/(hc); 3) c/(hPλ); 4) c²/(hλ).

5.18

6.18. Какова энергия фотона, импульс которого равен 1,6 ^. 10^-27 кг ^. м/с. Постоянная Планка равна 6,62 ^. 10^-34 Дж ^. с; скорость света в вакууме 3×10⁸ м/с. Ответ выразить в  эВ .

Ответ:

1) 3эВ; 2) 6эВ; 3) 12эВ; 4) 23эВ.

Определите энергию фотона, импульс которого равен 1,6⋅10-27 кг⋅м / с в эВ Скорость света 3⋅10^8 м / с.

Определенная энергия фотона, импульс которого равен кг м с р = 1,6⋅10-27 кг⋅м / с. Ответ выразить в эВ эВ, округлив до целых ( эВ Дж 1 = эВ 1,6⋅10-19 Дж). Постоянная Планка равна Дж с ч = 6,63⋅10-34 Дж⋅с. Скорость света принять равной м с с = 3⋅108 м / с.

p c = E = 1,6*10^-27*3*10^8 = 4,8*10^-19 Дж

/1,6*10:-19 = 3 эВ.

7.18. Один и тот же световой поток падает нормально на абсолютно черную и абсолютно белую поверхность. Найти отношение давления света в первом случае р1 к давлению света во втором случае р2.

Ответ:

1) Р₁ /Р₂ = 1; 2) Р₁ /Р₂ =1/2; 3) Р₁ /Р₂ =1/3; 4) Р₁ /Р₂ =2.

Решение: Согласно квантовой теории давление света, оказываемое на поверхность тела, определяется соотношением:  (1), где  - коэффициент поглощения, - коэффициент отражения,  - объемная плотность энергии излучения,  - энергия фотонов, падающих на  поверхности тела за 1  . При падении светового потока на абсолютно белую поверхность происходит полное отражение, т.е.  , и  , где  - коэффициент пропускания. Из соотношения (1) видно, что при этом давление, оказываемое на белую поверхность  . Если световой поток падает на абсолютно черную поверхность, то происходит полное его поглощение, т.е.  , и  . Тогда, из соотношения (1) видно, что  . Следовательно, 

8.18. Рентгеновские лучи с длиной волны 70,8 пм претерпевают комптоновское рассеяние на парафине. Найти длину волны рентгеновского излучения, рассеянного под углом α = π/2 . Постоянная Планка равна 6,62^. 10^-34 Дж ^. с; скорость света в вакууме 310⁸ м/с, масса электрона m=9,1·10^-31 кг.

Ответ:

1) λ =73,2пм; 2) λ =105,6пм; 3) λ =150,6пм; 4) 209,6пм.

9.18. Какова была длина волны λ₀ рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения под углом θ = 60⁰ длина волны рассеянного излучения оказалась равной λ =25,4 пм? Постоянная Планка равна 6,62^. 10^-34 Дж ^. с; скорость света в вакууме 310⁸ м/с, масса электрона m = 9,1·10^-31 кг.

Ответ:

1) 7,1пм; 2) 24,2пм; 3) 1,2пм; 4) 12пм.

10.18. Рентгеновские лучи с длиной волны 20 пм претерпевают комптоновское рассеяние под углом θ =π/2. ^. Найти изменение длины волны рентгеновских лучей Δλ при рассеянии. Постоянная Планка равна 6,62^. 10^-34 Дж ^. с; скорость света в вакууме 3×10⁸ м/с, масса электрона m = 9,1·10^-31 кг.

Ответ:

1) 7,1пм; 2) 2,4пм; 3) 10,2пм; 4) 24,2пм.

11.18. На непрозрачную поверхность направляют поочередно поток одинаковой интенсивности фиолетовых, зеленых, желтых и красных лучей. В каком случае давление света будет максимальным?

Ответ:

1) для фиолетового света; 2) для зеленого света; 3) для желтого света; 4) для красного света.

Давление света равно:  , где   – число фотонов, падающих за единицу времени на единицу площади поверхности;   – постоянная Планка,   – частота света;   – скорость света;   – коэффициент отражения (для зеркальной поверхности  , для абсолютно черной поверхности  ). С увеличением частоты света увеличивается энергия фотонов, а следовательно, и давление света. Давление света будет наибольшим для фиолетовых лучей.