Пучок монохроматического излучения с длиной волны 600 нм

Содержание

Пучок монохроматического излучения с длиной волны 600 нм
Задача 1. Параллельный пучок монохроматического света с длиной волны l0 = 600 нм нормально падает на диафрагму с круглым отверстием радиусом R = 0,6 мм
Квантовая природа излучения
Пучок монохроматического излучения с длиной волны 600 нм
Решебник по физике Чертова А.Г. 1987г — вариант 6 контрольная 5
Пучок монохроматического излучения с длиной волны 600 нм

Пучок монохроматического излучения с длиной волны 600 нм

Решение задач по физике, основы квантовой оптики

Пример 1.Давление р монохроматического света с длиной волны λ=600нм на зачерненную поверхность расположенную перпендикулярно падающему излучению, составляет 0,1 мкПа. Определить: 1) концентрацию n фотонов в световом пучке; 2) число N фотонов, падающих ежесекундно на 1 м 2 поверхности.

Пример 2. Объяснить наличие светового давления с точки зрения квантовой теории света.

Решение задачи:

Задачи для самостоятельного решения:

1. Пучок параллельных лучей падает нормально на зеркальную (ρ = 1) плоскую поверхность. Мощность (поток излучения) Фe = 0,6 кВт. Определить силу давления F, испытываемую этой поверхностью.

2. Монохроматический пучок света λ = 0,662 мкм падает нормально на поверхность с коэффициентом отражения ρ = 0,8. Определить количество фотонов , ежесекундно поглощаемых S = 1 см.поглФN&2 = 10-4 м2 поверхности, если давление света на поверхность p =1 мкПа.

3. Найти с помощью корпускулярных представлений силу светового давления, которую оказывает плоский световой поток с интенсивностью I = 0,2 Вт/см2 на плоскую поверхность с коэффициентом отражения ρ = 0,8, если угол падения θ = 45° и площадь освещаемой поверхности S = 10 см2.

Источник

Задача 1. Параллельный пучок монохроматического света с длиной волны l0 = 600 нм нормально падает на диафрагму с круглым отверстием радиусом R = 0,6 мм

Параллельный пучок монохроматического света с длиной волны
l₀ = 600 нм нормально падает на диафрагму с круглым отверстием радиусом R = 0,6 мм. В центре экрана, расположенного на расстоянии b₁ = 18 см от диафрагмы, наблюдается темное пятно.

На какое минимальное расстояние Db, измеряемое вдоль оси, перпендикулярной отверстию, нужно удалить экран, чтобы в центре его вновь наблюдалось темное пятно?

1. На схеме изображены только крайние лучи из тех, которые формируют картину в точках наблюдения

2. По условию задачи имеем параллельный пучок света. Это означает, что
a ® ¥ и формула (8) принимает вид

Учтем, что первоначально в центре экрана (в точке Р₁) наблюдалось темное пятно (минимум при дифракции Френеля). Следовательно, в отверстии диафрагмы должно укладываться четное число зон Френеля:

Чтобы после смещения экрана в положение 2 в центре его (в точке Р₂) вновь наблюдалось бы темное пятно, число зон Френеля, укладывающихся в отверстии, должно измениться на 2, т.е. m₂ = m₁ – 2.

3. При заданных R, b₁, l₀ можно найти .

Тогда и

4. Найдем численное значение

Заметим, что задачи на применение метода зон Френеля традиционно нелегко усваиваются студентами. Поэтому советуем решить дополнительно задачи № 16.29, 16.32 [2] , по ответам в конце сборника задач [2] даны пояснения.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2022 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

Источник

Квантовая природа излучения

222. Определите давление света на стенки электрической 150-ваттной лампочки, принимая, что вся потребляемая мощность идет на излучение и стенки лампочки отражают 15% падающего на них света. Считайте лампочку сферическим сосудом радиуса 4 см.

223. Давление монохроматического света с длиной волныλ = 500 нм на зачерненную поверхность, расположенную перпендикулярно падающему излучению, равно 0,15 мкПа. Определите число фотонов, падающих на поверхность площадью 40 см 2 за одну секунду.

224. Давление Р монохроматического света с длиной волны λ = 600 нм на зачерненную поверхность, расположенную перпендикулярно падающему излучению, составляет 0,1 мкПа. Определите: 1) концентрацию n фотонов в световом пучке; 2) число N фотонов, падающих ежесекундно на 1 м 2 поверхности.

225. На идеально отражающую плоскую поверхность нормально падает монохроматический свет с длиной волны λ = 0,55 мкм. Поток излучения Ф_e составляет 0,45 Вт. Определите: 1) число фотонов N, падающих на поверхность за время t = 3 с; 2) силу давления, испытываемую этой поверхностью.

226. Плоская световая волна интенсивностью I = 0,1 Вт/см2 падает под углом α = 30° на плоскую отражающую поверхность с коэффициентом отражения ρ = 0,7. Используя квантовые представления, определите нормальное давление, оказываемое светом на эту поверхность.

228. Определите длину волны рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения под углом ν = 60° длина волны рассеянного излучения оказалась равной 57 пм.

229. Фотон с энергией ε = 1,025 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите угол рассеяния фотона, если длина волны рассеянного фотона оказалась равной комптоновской длине волны λ_c = 2,43 пм.

230. Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеивающее вещество. Оказывается, что длины волн рассеянного под углами ν₁ = 60° и ν₂ = 120° излучения отличаются в 1,5 раза. Определите длину волны падающего излучения, предполагая, что рассеяние происходит на свободных электронах.

231. Фотон с длиной волны λ = 5 пм испытал комптоновское рассеяние под углом ν = 90° на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите: 1) изменение длины волны при рассеянии; 2) энергию электрона отдачи; 3) импульс электрона отдачи.

232. Фотон с энергией ε = 0,25 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите кинетическую энергию электрона отдачи, если длина волны рассеянного фотона изменилась на 20%.

233. Фотон с энергией 0,3 МэВ рассеялся под углом ν = 180° на свободном электроне. Определите долю энергии фотона, приходящуюся на рассеянный фотон.

234. Фотон с энергией 100 кэВ в результате комптоновского эффекта рассеялся при соударении со свободным электроном на угол ν = π/2. Определите энергию фотона после рассеяния.

235. Фотон с энергией ε = 0,25 МэВ рассеялся под углом ν = 120° на первоначально покоившемся электроне. Определите кинетическую энергию электрона отдачи.

Ошибка в тексте? Выдели её мышкой и нажми

Остались рефераты, курсовые, презентации? Поделись с нами — загрузи их здесь!

Источник

Пучок монохроматического излучения с длиной волны 600 нм

Мощность излучения лазерной указки с длиной волны λ = 600 нм равна P = 2 мВт. Определите число фотонов, излучаемых указкой за 1 с.

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

Ответ:

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.

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.

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

Решебник по физике Чертова А.Г. 1987г — вариант 6 контрольная 5

Ниже приведены условия задач и отсканированные листы с решениями. Загрузка страницы может занять некоторое время.

506. На стеклянную пластину нанесен тонкий слой прозрачного вещества с показателем преломления n1 = 1,3. Пластинка освещена параллельным пучком монохроматического света с длиной волны λ = 640 нм, падающим на пластинку нормально. Какую минимальную толщину d должен иметь слой, чтобы отраженный пучок имел наименьшую яркость?

516. На непрозрачную пластину с узкой щелью падает нормально плоская монохроматическая световая волна (λ =600 нм). Угол отклонения лучей, соответствующих второму дифракционному максимуму, θ=20°. Определить ширину b щели.

526. Угол падения α луча на поверхность стекла равен 60°. При этом отраженный пучок света оказался максимально поляризованным. Определить угол β преломления луча.

536. Протон имеет импульс P = 469 МэВ/с. Какую кинетическую энергию необходимо дополнительно сообщить протону, чтобы его релятивистский импульс возрос вдвое?

546. Поток излучения абсолютно черного тела P = 10 кВт. Максимум энергии излучения приходится на длину волны λ=0,8 мкм. Определить площадь S излучающей поверхности.

556. На металлическую пластину направлен пучок ультрафиолетового излучения (λ=0,25 мкм). Фототок прекращается при минимальной задерживающей разности потенциалов U = 0,96 В. Определить работу выхода А электронов из металла.

566. Фотон с энергией εф = 0,51 МэВ был рассеян при эффекте Комптона на свободном электроне на угол φ = 180º. Определить кинетическую энергию Ek электрона отдачи.

576. На зеркальную поверхность под углом α=60º к нормали падает пучок монохроматического света (λ = 590 нм). Плотность потока энергии светового пучка φ=1кВт/м2. Определить давление P, производимое светом на зеркальную поверхность.

Источник

Пучок монохроматического излучения с длиной волны 600 нм

Параллельный пучок света с длиной волны λ = 600 нм и концентрацией фотонов n = 10 14 м -3 нормально падает на идеальное зеркало, равномерно освещая всю его поверхность, площадь которой равна S = 1 м 2 . Чему равен модуль силы F давления этого светового пучка на зеркало?

1. Каждый фотон в пучке света имеет энергию и импульс Поскольку импульс фотона равен

2. При нормальном падении света на идеальное зеркало знак импульса меняется на противоположный, так что каждый фотон передаёт зеркалу импульс

3. По второму закону Ньютона сила равна скорости изменения импульса p тела:

4. За единицу времени ( = 1 с) от зеркала отразятся все фотоны, находящиеся в цилиндре с высотой, равной скорости света с и площадью основания S, и движущиеся в направлении зеркала, так что и

Ответ:

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: формулы для связи энергии и импульса, частоты и длины волны фотона, закон отражения света, а также второй закон Ньютона в импульсной формулировке);

II) сделан правильный рисунок с указанием хода лучей в линзе; III) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

IV) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

V) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пунктам II и III, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.

Отсутствует пункт V, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)

Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

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

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

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Источник