Какова энергия фотона соответствующего излучению с длиной волны 660 нм

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — формула для энергии фотона, свзяи мощности с энергией и частоты с длиной волны.);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);

III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;

IV) представлен правильный ответ.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Источник

Задачи на эффект Комптона с решением

В сегодняшней статье решаем задачи по физике. Тема – эффект Комптона.

Подпишитесь на наш телеграм, там много полезных материалов для учебы. А если хотите скидку, ищите ее на нашем втором канале для клиентов.

Доверь свою работу кандидату наук!

Узнать стоимость бесплатно

Задачи на тему «эффект Комптона»

Не знаете, с чего начать решение? Вот вам общая памятка по решению физических задач и более 40 формул, держите их под рукой!

Кстати, у нас есть еще и справочник с теорией. Нужна теория по эффекту Комптона? Пожалуйста!

Задача на эффект Комптона №1

Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеивающее вещество. Найти угол комптоновского рассеяния, если длина волны излучения увеличилась на 1 пм.

Запишем формулу эффекта Комптона:

Отсюда найдем искомый угол θ :

θ = 2 a c r sin ∆ λ 2 λ e c = 2 a r c sin 1 · 10 — 12 2 · 2 , 4263 · 10 — 12 = 53 , 95 °

Ответ: θ = 53 , 95 ° .

Задача на эффект Комптона №2

Гамма-излучение с длиной волны 0 , 83 · 10 — 13 м рассеялось на свободных протонах под углом 180 ° . Найти энергию фотона после рассеяния.

По формуле эффекта Комптона:

λ ‘ = 0 , 83 · 10 — 13 + 1 , 3214 · 10 — 15 · 1 — — 1 ≈ 8 , 56 · 10 — 14 м

Выразим энергию через длину волны:

Е ‘ = h c λ ‘ = 6 , 62 · 10 — 34 · 3 · 10 8 8 , 56 · 10 — 14 = 2 , 32 · 10 — 12 Д ж

Ответ: 2 , 32 п Д ж

Задача на эффект Комптона №3

В результате комптоновского рассеяния под углом 174 ° длина волны фотона стала равной 8 пм. Во сколько раз уменьшилась частота фотона?

Из формулы для эффекта Комптона найдем:

λ ‘ — λ = λ е с · 1 — cos θ λ = λ ‘ — λ e c · 1 — cos θ λ = 8 · 10 — 12 — 2 , 4263 · 10 — 12 1 — — 0 , 9945 ≈ 3 , 16 · 10 — 12 м

Частоту фотона после рассеяния найдем из формулы для длины волны:

λ = с ϑ ϑ = с λ = 3 · 10 8 3 , 16 · 10 — 12 = 94 , 87 · 10 18 Г ц

Частота фотона до рассеивания:

ϑ ‘ = с λ ‘ = 3 · 10 8 8 · 10 — 12 = 37 , 47 · 10 18 Г ц

ϑ ϑ ‘ = 94 , 87 37 , 47 ≈ 2 , 5

Ответ: уменьшилась в 2,5 раза.

Задача на эффект Комптона №4

В результате эффекта Комптона фотон с энергией ε 1 = 1 , 02 МэВ рассеян на свободных электронах на угол θ = 150 ° . Определить энергию рассеянного фотона.

Согласно формуле Комптона изменение длины волны фотона при рассеянии на свободном электроне:

Здесь E 0 – энергия покоя электрона.

С учетом того, что ε = h ϑ = h c λ и λ = h c ε , первую формулу можно переписать в следующем виде:

h c ε — h c ε 1 = h c ε 0 1 — cos θ

Отсюда можно найти энергию рассеянного фотона ε 2 :

1 ε 2 — 1 ε 1 = 1 — cos θ E 0 ε 2 = ε 1 E 0 E 0 + ε 1 1 — cos θ

Энергия покоя электрона равна E 0 = m c 2

Подставим значения и рассчитаем:

Е 0 = 9 , 11 · 10 — 31 · 9 · 10 16 = 8 , 199 · 10 — 14 Д ж = 0 , 511 · 10 6 э В = 0 , 511 М э В ε 2 = 1 , 02 · 0 , 511 0 , 511 + 1 , 02 1 — с o s 150 ° = 0 , 216 М э В

Ответ: 0 , 216 М э В .

Задача на эффект Комптона №5

При каком угле рассеивания фотонов происходит максимально возможное изменение длины волны?

Длина волны рассеянного фотона в результате эффекта Комптона возрастает тем больше, чем больше угол рассеивания фотона. Максимально возможное значение этого угла θ = 180 ° , т.е. фотон меняет направление движения на противоположное. Тогда формула Комптона принимает вид:

Нужно больше задач? Не проблема! Вот, например, задачи на фотоэффект.

Вопросы на тему «эффект Комптона»

Вопрос 1. В чем суть эффекта Комптона?

Ответ. Эффект Комптона – явление, сопровождающее рассеяние электромагнитного излучения на свободных (слабосвязанных) электронах атома, приводящее к изменению его частоты (длины волны).

Вопрос 2. Какие закономерности существуют для комптоновского рассеяния?

Ответ. Комптоновское рассеяние подчиняется следующим закономерностям:

• рассеянное излучение обладает высокой интенсивностью для веществ с малым атомным весом и малой интенсивностью для веществ с большим атомным весом;
• при увеличении угла рассеяния интенсивность рассеянного излучения в эффекте Комптона возрастает (интенсивность при классическом рассеянии падает с увеличением угла рассеяния);
• смещение длины волны рассеянного излучения зависит от угла рассеяния;
• при одинаковых углах рассеяния величина смещения одна и та же для всех рассеивающих веществ.

Вопрос 3. Что такое комптоновская длина волны?

Ответ. Комптоновская длина волны является постоянной величиной для частицы, на которой происходит рассеяние электромагнитного излучения.

Здесь m – масса частицы, на которой происходит рассеяние.

Вопрос 4. Запишите формулу Комптона.

Ответ. Формула комптона имеет вид:

Здесь λ – длина волны падающего излучения, λ ‘ – длина волны рассеянного излучения, θ – угол рассеяния, λ с – комптоновская длина волны.

Вопрос 5. Какую премию получил Комптон за открытие данного эффекта?

Ответ. В 1927 году Комптон (совместно с Вильсоном) получил Нобелевскую премию.

Нужна помощь в решении задач? В профессиональном сервисе для учащихся вам помогут решить любую, хоть с тремя звездочками. Обращайтесь в любое время.

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Источник

Какова энергия фотона соответствующего излучению с длиной волны 660 нм

Мощность излучения лазерной указки с длиной волны λ = 500 нм равна P = 1 мВт. Определите время, за которое лазерная указка излучает N = 5·10 15 фотонов.

Один фотон света с частотой обладает энергией Энергия излучаемая за время t указкой — Значит, число фотонов N, излучаемых указкой за время

Выразим время из полученного выражения:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — формула для энергии фотона, свзяи мощности с энергией и частоты с длиной волны.); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи); III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу; IV) представлен правильный ответ.	3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования, но имеются следующие недостатки. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.). В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца. Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка.	2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа. В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. Источник Оцените статью Вам также может понравиться Что является главной частью любого увеличительного прибора Основные составляющие всех увеличительных приборов 044 Что служит основой для изготовления полупроводниковых приборов Основные материалы, используемые в производстве полупроводниковых 039 Чем отличается тепловизор от прибора ночного видения Основные отличия между тепловизорами и приборами ночного 061 С помощью каких приборов определяют влажность воздуха Какие приборы используют для измерения влажности воздуха 038 Прибор для поиска обрыва проводки в автомобиле Как использовать прибор для обнаружения обрыва проводки 035 Прибор для обнаружения скрытой проводки в стене Прибор для обнаружения скрытой электропроводки в стенах 020 Прибор для обнаружения дыхательного газообмена у растений Новое устройство для определения процесса дыхания растений 024 Прибор для измерения прироста растений в длину Прибор для определения увеличения размеров растений 022 Правообладателям Политика конфиденциальности