Решение задач по физике. Онлайн-база готовых решений.
Поиск по задачам:
Вход на сайт
13687. Параболическое зеркало диаметром D = 1 м используется как антенна для волн длиной l = 3 см. Оценить наименьшее расстояние Lmin, на котором следует поместить приемник для снятия диаграммы направленности.
13688. Найти угловое распределение интенсивности света при фраунгоферовой дифракции на решетке из N щелей с периодом d при условии, что световые лучи падают на решетку нормально, а ширина щелей равна b.
13689. Какова интенсивность света в фокусе зонной пластинки Френеля, если радиус пластинки R, фокусное расстояние f. Пластинка освещается параллельным пучком света интенсивности I0, с длиной волны l.
13690. Плоская волна (l = 1 м) падает нормально на плоскую периодическую структуру периода d = 5 м. На каких расстояниях можно наблюдать на экране изображение структуры без использования каких-либо фокусирующих элементов.
13691. С искусственного спутника Земли, обращающегося по круговой орбите на расстоянии h = 250 км, проводится фотографирование земной поверхности. Разрешающая способность фотопленки N = 500 линий/мм. Какими параметрами должен обладать объектив фотоаппарата (диаметр D, фокусное расстояние f), чтобы при фотографировании разрешались детали с линейными размерами l ~ 1 м?
13692. С самолета, летящего на высоте Н = 5 км, производится аэрофотосъемка местности. Какими следует выбрать фокусное расстояние f и диаметр объектива D фотоаппарата, чтобы сфотографировать объекты размером l ~ 2,5 см на фотопленку с разрешающей способностью n = 500 штрих/мм? На какое время т следует открывать затвор фотоаппарата (экспозиция), чтобы движение самолета со скоростью V = 360 км/час не приводило к размытию изображения?
13693. Каково должно быть минимальное расстояние между двумя точками на поверхности Марса, чтобы их изображение в телескопе (рефракторе) с диаметром объектива 60 см можно было отличить от изображения одной точки? Считать, что Марс наблюдается в момент великого противостояния, когда расстояние до него от Земли минимально и составляет 56•106 км.
13694. Космонавты прибыли на Луну. Чтобы сообщить об этом на Землю, они растягивают на поверхности Луны черный круглый тент. Каким должен быть радиус r этого тента, чтобы его можно было заметить с Земли в телескоп с объективом D = 5 м? Контрастная чувствительность приемника 0,01.
13695. Самый большой в мире телескоп был сооружен в России и установлен в астрономической обсерватории на северных отрогах Кавказского хребта, вблизи станции Зеленчукская. Диаметр зеркала этого телескопа D = 6 м. Найти разрешаемое им угловое расстояние dq для длины волны l = 5500 А.
13696. Излучение лазера непрерывного действия на длине волны l = 0,63 мкм мощностью N = 10 мВт направляется на спутник с помощью телескопа, объектив которого имеет диаметр D = 30 см. Свет, отраженный спутником, улавливается другим таким же телескопом и фокусируется на фотоприемник с пороговой чувствительностью Nпор = 10-14 Вт. Оценить максимальное расстояние Lmax до спутника, на котором отраженный сигнал еще может быть обнаружен. Поверхность спутника равномерно рассеивает падающий свет с коэффициентом
13697. Оценить расстояние L, с которого можно увидеть невооруженным глазом свет лазера, генерирующего в непрерывном режиме мощность N = 10 Вт на частоте n = 6 • 1014 Гц, если для формирования луча используется параболическое зеркало диаметром D = 50 см. Глаз видит источник в зеленой части спектра, если в зрачок (диаметр зрачка d = 5 мм) попадает n = 60 квантов в секунду.
13698. В фокальной плоскости объектива телескопа помещена фотопластинка. Освещенность изображения звезды на фотопластинке в а = 10 раз меньше освещенности дневного неба. Во сколько раз надо увеличить диаметр объектива, чтобы освещенность изображения звезды на фотопластинке стала в b = 10 раз больше освещенности изображения неба?
13699. Какую разрешающую силу должен иметь спектральный аппарат для разрешения дублета D-линии натрия (l1 = 5890 А, l2 = 5896 А)?
13700. Пучок рентгеновских лучей падает на решетку с периодом 1 мкм под углом 89°30 . Угол дифракции для спектра второго порядка равен 89°. Найти l.
13701. Найти условие равенства нулю интенсивности m-го максимума для дифракционной решетки с периодом d и шириной щели b.
13702. Спектр некоторого вещества в видимой области содержит ряд спектральных линий в диапазоне от 400 нм до 600 нм с минимальной разницей длин волн dl = 0,5 А. Он изучается с помощью достаточно большой дифракционной решетки с периодом d = 0,01 мм. С помощью линзы спектр проецируется на экран, расположенный в ее фокальной плоскости, и рассматривается затем невооруженным глазом с расстояния наилучшего зрения (L = 25 см). Определить минимальные значения диаметра линзы D и ее фокусного расстояния f, при к
13703. Чему равен порядок спектра при работе с эталоном Фабри-Перо в зеленой части спектра (l = 5500 А), если расстояние l между пластинками 1 см? Угол падения очень мал.
13704. Разрешающую способность интерферометра Фабри-Перо можно определить, пользуясь следующим критерием. Для разрешения двух спектральных линий l и l необходимо, чтобы в интерференционной картине, даваемой им, эти линии были разведены на расстояние не меньше полуширины линии. Пользуясь данным критерием, найти выражение для разрешающей способности интерферометра Фабри-Перо.
13705. Зеркала интерферометра Фабри-Перо, имеющие коэффициент отражения р = 99% (по интенсивности), расположены на расстоянии L = 1 м друг от друга. Эталон используется в качестве оптического резонатора на длине волны l = 0,63 мкм. Пользуясь аналогией с колебательным контуром, определить добротность резонатора и ширину dn резонансной кривой (в мегагерцах). Определить также частотный интервал Dn между двумя соседними резонансами.
13706. Интерферометр Фабри-Перо состоит из двух одинаковых плоских зеркал с коэффициентом отражения по энергии р = 0,95, расположенных на некотором расстоянии L друг от друга. На интерферометр нормально падает плоская волна, содержащая две спектральные компоненты l1 = 546,740 нм и l2 = 546,768 нм. При изменении L интерферометр последовательно настраивается на пропускание одной из спектральных компонент (l1 или l2). Оценить минимальное Lmin и максимальное Lmax значения, при которых интерферометр способе
13707. На интерферометр Фабри-Перо, состоящий из двух одинаковых зеркал, падает пучок света с длиной волны l ~ 0,5 мкм. Интерференционная картина наблюдается в фокальной плоскости линзы диаметром D = 2,5 см с фокусным расстоянием f = 10 см и имеет вид концентрических колец. Первое кольцо имеет диаметр d = 1 см. Оценить максимальную разрешающую способность спектрального прибора в этих условиях.
13708. При наблюдении фазовых (прозрачных) структур методом темного поля в общей фокальной плоскости линз Л1 и Л2 (рисунок) на оптической оси устанавливается проволока П. Оценить ее допустимый диаметр (dmax и dmin) для наблюдения на экране Э интерференционной картины от фазовой синусоидальной решетки с периодом = 2 мм, освещаемой нормально падающей плоской волной длины l = 0,5 мкм. Диаметр линзы Л2 равен D = 2 см, фокусное расстояние f = 20 см.
13709. Один из методов наблюдения фазовых (прозрачных) объектов состоит в следующем: в общей фокальной плоскости линз Л1 и Л2 на оптической оси устанавливается прозрачная пластинка П, вносящая фазовую задержку в п/2 (рисунок). Найти распределение интенсивности I(х) в плоскости изображения (в задней фокальной плоскости линзы Л2), если предмет — фазовая синусоидальная решетка с амплитудным коэффициентом пропускания т(х) = exp(imcosWx), m 1 — расположен в передней фокальной плоскости линзы Л1. Как измени
13710. Один из методов наблюдения фазовых (прозрачных) объектов состоит в том, что плоскость наблюдения Р смещается на некоторое расстояние l относительно плоскости P0, сопряженной с объектом (т.е. плоскости, в которой, в соответствии с геометрической оптикой, располагается его изображение, рисунок). При этом контрастность наблюдаемой картины периодически изменяется при изменении l. Найти период d фазовой синусоидальной решетки, если в схеме, представленной на рисунке, ее контрастное изображение в перв
13711. Найти амплитудный коэффициент пропускания т(х) голограммы точечного источника света, если в качестве опорной волны используется нормально падающая на плоскость голограммы плоская волна. Расстояние от источника до голограммы равно L. Считать, что прозрачность голограммы пропорциональна интенсивности света при записи. Найти положение действительного и мнимого изображений при восстановлении изображения нормально падающей плоской волной. Как изменится положение восстановленных изображений, если при
13712. Голограмма записана на пластинке радиусом r = 5 см. Она освещается квазимонохроматическим светом длины волны l = 0,5 мкм, а изображение получается на расстоянии L = 1 м. Найти допустимую немонохроматичность света Dl, при которой еще полностью используется теоретическая разрешающая способность голограммы.
13713. Получена голограмма небольшого предмета, расположенного на расстоянии L = 50 см от нее. Каким должен быть размер D фотопластинки, чтобы записать на голограмме детали размером b ~ 0,01 мм? Какая немонохроматичность света Dl допустима при записи голограммы? Длина волны света l = 0,5 мкм.
13714. При записи голограммы предмета, находящегося на расстоянии L = 1 м, используется излучение He-Ne лазера (l = 6300 А). Восстанавливается изображение с помощью протяженного квазимонохроматического источника с угловым размером а = 10-4 рад. Каков минимальный размер деталей в восстановленном изображении? Какова при этом требуемая монохроматичность?
13715. Излучение He-Ne лазера (l ~ 6300 А) используется для записи голограммы. Расстояние от предмета до голограммы L = 1 м. Какого минимального размера d детали можно восстановить с помощью немонохроматического источника с шириной полосы Dl = 9 А? Каков необходимый для этого размер голограммы D?
13716. Рассматривая импульс, представляющий собой суперпозицию двух гармонических волн S1 = sin(wt - kx) и S2 = asin(w t - k х), найти групповую скорость u. Считать, что w ~ w , k ~ k .
13717. Выразить групповую скорость u = dw/dk через фазовую скорость света v и dv/dl а также через v и dn/dl.
13718. Изобразим кривой зависимость фазовой скорости волны v от длины волны l (рисунок). Показать, что отрезок ОА на оси v, отсекаемый касательной к этой кривой в точке l0, равен групповой скорости для длины волны l = l0 (построение П.С. Эренфеста).
13719. Плоское волновое возмущение распространяется в среде с линейным законом дисперсии v = а + bl, где v — фазовая скорость, а а и b — постоянные. Показать, что каково бы ни было возмущение, форма его, непрерывно изменяясь, будет периодически восстанавливаться по истечении времени т = dl/dv = 1/b. Показать, что отношение пути s, пройденного возмущением за промежуток времени т, к продолжительности этого промежутка равно групповой скорости.
13720. Найти групповую скорость u рентгеновского излучения в среде, если предельный угол полного внутреннего отражения при падении этих волн на среду из воздуха равен а. Показатель преломления рентгеновских волн определяется выражением n2 = 1 – wp2/w2, где wp — постоянная.
13721. Получить формулу для диэлектрической проницаемости e(w) ионизованного газа в монохроматическом электрическом поле Е = E0coswt. Столкновениями электронов и ионов пренебречь.
13722. Может ли показатель преломления быть меньше единицы?
13723. Диэлектрическая проницаемость плазмы е(w) (см. зад. (Получить формулу для диэлектрической проницаемости e(w) ионизованного газа в монохроматическом электрическом поле Е = E0coswt. Столкновениями электронов и ионов пренебречь.)) отрицательна, если w w0. В этом случае показатель преломления n = — чисто мнимая величина. Выяснить физический смысл чисто мнимого показателя преломления.
13724. Радиоволна распространяется вверх. Волны каких частот могут проходить через ионосферу? Какие волны будут полностью отражаться?
13725. Показатель преломления ионосферы для радиоволн с частотой n = 10 МГц равен n = 0,90. Найти концентрацию N электронов в ионосфере, а также фазовую v и групповую u скорости для этих радиоволн.
13726. Получить выражение для фазовой скорости радиоволны в ионосфере в зависимости от длины волны l в ионосфере (см. зад. (Получить формулу для диэлектрической проницаемости e(w) ионизованного газа в монохроматическом электрическом поле Е = E0coswt. Столкновениями электронов и ионов пренебречь.)).
13727. Для оценки интегральных и средних характеристик межзвездной плазмы можно использовать экспериментальный факт, установленный сразу же после открытия пульсаров. Оказалось, что из-за дисперсии плазмы импульсы радиоизлучения пульсаров на более низких частотах всегда запаздывают по отношению к импульсам более высоких частот. Рассмотрите следующий идеализированный пример. Два монохроматических сигнала с длинами волн l1 = 3 см и l2 = 5 см распространяются в плазме. Определить полное число n свободных э
13728. Импульсное излучение пульсара СР1919 + 21 на частоте n1 = 80 МГц достигает Земли на Dt = 7 с позже, чем соответствующий импульс на частоте n2 = 2000 МГц. Оценить расстояние L до пульсара, если принять среднюю концентрацию электронов в межзвездном пространстве равной N ~ 0,05 см-3.
13729. Для того, чтобы короткий импульс-сигнал, описываемый функцией f(t), передать через диспергирующую среду (толщина среды L) без искажений, предлагается на входе в среду сформировать плоское волновое возмущение, периодически повторяя сигнал f(t). Закон дисперсии среды в полосе частот сигнала имеет вид k(w) = Bw4. Какова необходимая минимальная частота повторения, при которой на выходе из среды повторяется неискаженная форма сигнала?
13730. Найти наименьшую толщину d пластинки кварца, вырезанной параллельно оптической оси, чтобы падающий плоско поляризованный свет выходил поляризованным по кругу (ne = 1,5533, n0 = 1,5442, l = 5•10-5 см).
13731. При какой толщине пластинка из исландского шпата является пластинкой в четверть волны для света с длиной волны l1 = 5880 А и может поворачивать плоскость поляризации на 90° для света с длиной волны l2 = 5740 А? Разность показателей преломления для обыкновенного и необыкновенного лучей принять равной 0,2 для обеих длин волн. Считать, что обыкновенный и необыкновенный лучи идут по одному направлению.
13732. Параллельный пучок света падает нормально на пластинку исландского шпата, вырезанную параллельно оптической оси. Определить разность хода D обыкновенного и необыкновенного лучей, прошедших через пластинку. Толщина пластинки равна 0,03 мм; n0 = 1,658, ne = 1,486.
13733. Какова должна быть наименьшая толщина d пластинки слюды, чтобы она могла служить в качестве пластинки в 1/4 волны для света натриевого источника, если для этого света показатели преломления волн, идущих перпендикулярно к пластинке, соответственно равны n0 = 1,5941, ne = 1,5887?
13734. Ветровое стекло и фары автомашин снабжают пластинками из поляроида. Как должны быть расположены эти пластинки, чтобы шофер мог видеть дорогу, освещенную светом его фар, и не страдал бы от света фар встречных машин?
13735. В интерференционном опыте Юнга между щелью S и щелями S1 и S2 (рисунок) введен поляроид Р, главные оси которого параллельны или перпендикулярны к щелям S1 и S2. Как изменится интерференционная картина на экране, если щели S1 и S2 прикрыть пластинками в полволны, ориентированными взаимно перпендикулярно друг к другу (параллельно и перпендикулярно к щелям)? Что произойдет, если поляроид Р повернуть на 90°? Какая картина будет наблюдаться, если убрать поляроид? Рассмотреть ту же задачу, если вместо
13736. Частично линейно поляризованный свет рассматривается через николь. При повороте николя на 60° от положения, соответствующего максимальной яркости, яркость пучка уменьшается в два раза. Найти степень поляризации пучка D = и отношение интенсивностей естественного и линейно поляризованного света (Imax и Imin — максимальная и минимальная интенсивности света проходящего через николь).
13737. Определить, во сколько раз изменится интенсивность частично поляризованного света, рассматриваемого через николь, при повороте николя на 60° по отношению к положению, соответствующему максимальной интенсивности. Степень поляризации света D = = 0,5.
13738. Один поляроид пропускает 30% света, если на него падает естественный свет. После прохождения света через два таких поляроида интенсивность падает до 9%. Найти угол j между осями поляроидов.
13739. Некогерентная смесь линейно поляризованного света и света, поляризованного по кругу, рассматривается через поляроид. Найдено положение поляроида, соответствующее максимальной интенсивности прошедшего света. При повороте поляроида из этого положения на угол а = 30° интенсивность света уменьшается на p = 20%. Найти отношение интенсивности Iк света, поляризованного по кругу, к интенсивности линейно поляризованного света Iл.
13740. Как отличить свет, левополяризованный по кругу, от правополяризованного?
13741. Как отличить естественный свет от света, поляризованного по кругу, и от смеси естественного света с поляризованным по кругу?
13742. Параллельный пучок света падает нормально на пластинку исландского шпата, вырезанную параллельно оптической оси. Определить разность хода обыкновенного и необыкновенного лучей, прошедших через пластинку. Толщина пластинки равна 0,03 мм; n0 = 1,658, ne = 1,486.
13743. Какова должна быть наименьшая толщина d пластинки слюды, чтобы она могла служить в качестве пластинки в 1/4 волны для света натрия, если для этого света показатели преломления волн, идущих перпендикулярно к пластинке, соответственно равны n1 = 1,5941, n2 = 1,5887?
13744. Между скрещенными николями помещена пластинка кварца, вырезанная параллельно оптической оси. Оптическая ось пластинки составляет угол 45° с главными направлениями николей. Рассчитать минимальную толщину пластинки, при которой одна линия водорода l1 = 6563 А будет сильно ослаблена, а другая l2 = 4102 А будет обладать максимальной интенсивностью. Величина анизотропии кварца Dn = 0,009.
13745. Расположив пластинку, вырезанную из исландского шпата, параллельно его оптической оси между скрещенными николями, можно осуществить монохроматор, позволяющий, например, задержать одну из линий дублета натрия и пропустить другую. Найти, какой должна быть при этом минимальная толщина d пластинки и как ее нужно ориентировать. Показатели преломления исландского шпата для линии l1 = 589,0 нм равны ne1 = 1,48654 и n01 = 1,65846, для линии l2 = 589,6 нм равны ne2 = 1,48652 и n02 = 1,65843.
13746. Имеется горизонтальный параллельный пучок эллиптически поляризованного света. Обнаружено, что при прохождении пучка через пластинку в l/4 при определенной ее ориентации свет оказывается линейно поляризованным под углом а1 = 23° к вертикали. Если пластинку повернуть на угол 90°, то весь свет снова оказывается линейно поляризованным под углом а2 = 83° к вертикали. Найти отношение а/b полуосей эллипса поляризации и угол j наклона большой оси.
13747. Показатель преломления кристаллического кварца для длины волны l = 589 нм равен n0 = 1,544 для обыкновенного луча и ne = 1,553 для необыкновенного луча. На пластинку из кварца, вырезанную параллельно оптической оси, нормально падает линейно поляризованный свет указанной длины волны, занимающий спектральный интервал Dl = 40 нм. Найти толщину пластинки d и направление поляризации падающего света, если свет после пластинки оказался неполяризованным.
13748. Два когерентных пучка квазимонохроматического неполяризованного света равной интенсивности дают на экране интерференционные полосы. Какой толщины кристаллическую пластинку надо ввести на пути одного из этих пучков, чтобы интерференционные полосы исчезли и притом так, чтобы их нельзя было восстановить никакой стеклянной пластинкой, вводимой в другой пучок? Как изменится картина, если за кристаллической пластинкой поставить поляроид? При каком положении поляроида интерференционных полос не будет?
13749. Плоская волна монохроматического света, поляризованного по кругу, создает в точке Р интенсивность I0. На пути волны ставят большую пластинку из идеального поляроида, как показано на рисунок Показатель преломления вещества поляроида n. Найти толщину d пластинки, при которой интенсивность света в точке Р будет максимальной. Чему равна Imах?
13750. Плоская волна монохроматического света, поляризованного по кругу, создает в точке Р интенсивность I0. На пути волны ставят две большие пластинки в l/4, как показано на рисунок Главные направления пластинок ориентированы взаимно перпендикулярно. Найти интенсивность I в точке Р.
13751. Плоская волна круговой поляризации (длина волны l) падает на полубесконечный экран (рисунок), изготовленный из поляроида с показателем преломления для разрешенного направления n (n - 1 1) и толщиной а = l/[4(n - 1)]. Какова степень поляризации b света в точке наблюдения Р?
13752. Зонная пластинка сделана из поляроида. Во всех четных зонах поляроид ориентирован вертикально, во всех нечетных — горизонтально. Какова будет интенсивность света в основном фокусе пластинки, если она освещается неполяризованным светом?
13753. Как изменится разрешающая способность дифракционной решетки, если одну ее половину прикрыть поляроидом, ориентированным параллельно штрихам решетки, а другую — поляроидом, ориентированным перпендикулярно к штрихам? Будет ли зависеть разрешающая сила решетки от поляризации падающего света?
13754. Параллельный пучок естественного света интенсивностью I0 и длины волны l падает на систему из двух скрещенных поляроидов П1 и П2 и клина К из кварца с малым преломляющим углом а. Показатели преломления кварца равны ne и n0. Оптическая ось клина параллельна его ребру и составляет угол 45° с разрешенными направлениями поляроидов (рисунок). Пройдя через систему, свет падает на белый экран Э. Найти распределение интенсивности света I(x) на экране. Что увидит наблюдатель на экране Э, если между ним и
13755. Явление самофокусировки объясняется зависимостью показателя преломления от интенсивности света (n = n0 + n2Е02, где E0 — амплитуда напряженности электрического поля в световой волне). Одним из самых больших значений n2 обладает сероуглерод (n2 = 2 • 10-11 ед. СГСЭ). Мощный пучок лазерного излучения с параболической зависимостью интенсивности от расстояния до центра пучка (I = I0(1 – r2/r02) при r r0, I = 0 при r > r0) проходит сквозь слой сероуглерода толщиной L = 5 см. Найти, на каком расстоян
13756. Гауссов пучок неодимового лазера (l = 1 мкм) с радиальным распределением поля по сечению: Е = E0exp[-r2/(R2)] (R = 3 мм) и с плоским волновым фронтом падает на плоскопараллельную пластинку толщиной d = 1 см, сделанную из нелинейного вещества, показатель преломления которого зависит от интенсивности: n = n0 + n2Е2 (n2 = 10-11 ед. СГСЭ). Оценить, при какой мощности лазера возможно уменьшить диаметр пучка (фокусировка) после прохождения пластинки.
13757. Вычислить радиусы и полные энергии (в эВ) у ближайшей к ядру орбиты (n = 1) в случае водорода и водородоподобного атома олова, заряд ядра которого равен 50.
13758. Длина волны границы серии Бальмера равна 3650 А. Определить длину волны границы серии Пашена.
13759. Головная линия серии Бальмера в излучении атомарного водорода, т.е. линия, соответствующая переходу атома в состояние с квантовым числом n = n1 = 2 из ближайшего состояния с n = n1 + 1 = 3, имеет длину волны l1 = 6,56 • 10-7 м. В излучении межзвездной среды обнаружена серия излучения того же атомарного водорода с длиной волны головной линии l2 = 48,8 см. Определить соответствующее квантовое число конечного состояния атома n2 (учесть, что n2 > 1).
13760. Атомарный водород освещается ультрафиолетовым излучением с длиной волны l = 1000 А. Определить, какие линии появятся в спектре водорода.
13761. Какую наименьшую скорость должен иметь электрон, чтобы при соударении с невозбужденным атомом водорода вызвать излучение хотя бы одной линии спектра водорода? Вычислить длину волны этой линии.
13762. Определить наименьшую энергию, необходимую для возбуждения полного спектра дважды ионизованных атомов лития.
13763. Постоянная Ридберга, найденная по спектру водорода, составляет 109677,6 см-1, а по спектру гелия — 109722,3 см-1. Определить отношение массы протона к массе электрона.
13764. Известно, что для финитного движения частицы = 2пnh, где p, q — обобщенные координаты, описывающие движение частицы. Показать, что применение этого условия к вращению приводит к закону квантования проекции момента импульса на заданную ось.
13765. По классической электромагнитной теории света поток световой энергии непрерывно распространяется от источника во все стороны. Через какое время, согласно этой теории, отдельный атом танталового катода может накопить столько энергии, чтобы стал возможен вылет фотоэлектрона, если катод находится на расстоянии 10 м от лампочки мощности 25 Вт? Работа выхода электрона из тантала равна 4 эВ. Считать, что фотоэлектрону передается вся энергия, накапливающаяся в атоме тантала, диаметр которого равен 0,3
13766. Излучение гелий-неонового лазера мощностью W = 1 МВт сосредоточено в пучке диаметром d = 0,5 см. Длина волны излучения l = 0,63 мкм. Определить плотность потока фотонов в пучке.
13767. Возбужденный атом водорода летит со скоростью v = 2 х 103 м/с. На сколько процентов изменится скорость атома вследствие отдачи при излучении фотона длиной волны 0,1 мкм в направлении движения атома?
13768. На зеркальную поверхность площадью 10 см2 падает под углом 45° пучок фотонов интенсивностью 1018 фотон/с. Длина волны падающего света 400 нм. Определить величину светового давления на поверхность, если коэффициент отражения поверхности 0,75.
13769. В опытах Лебедева, доказавшего существование светового давления, энергетическая освещенность соответствовала приблизительно 1,5 кал/(см2 • мин). Вычислить давление, которое испытывали зачерненые и зеркальные лепестки его измерительной установки.
13770. Определить красную границу фотоэффекта для серебра, у которого работа выхода равна 4,74 эВ.
13771. Красная граница фотоэффекта для рубидия равна 5400 А. Определить работу выхода и максимальную скорость электронов при освещении поверхности металла светом с длиной волны 4000 А.
13772. Рентгеновские лучи с длиной волны 0,5 А выбивают электроны из атома молибдена. Какова скорость электронов, выбитых с К-уровня атома? Длина волны Ка-линии молибдена равна 0,708 А.
13773. Определить величину наименьшего задерживающего потенциала, необходимого для прекращения эмиссии с сурьмяно-калиево-натриевого фотокатода, если его поверхность освещается излучением с длиной волны 0,4 мкм и красная граница фотоэффекта для катодов данного типа лежит при 0,67 мкм.
13774. Уединенный цинковый шарик облучается ультрафиолетовым светом длины волны l = 250 нм. До какого максимального потенциала зарядится шарик? Работа выхода для цинка Р = 3,74 эВ.
13775. Электромагнитная волна круговой частоты W = 2•1016 с-1 промодулирована синусоидально по амплитуде с круговой частотой w = 2•1015 с-1. Найти энергию W фотоэлектронов, выбиваемых этой волной из атомов с энергией ионизации Wi = 13,5 эВ.
13776. Показать, что законы сохранения энергии и импульса приводят к тому, что свободный электрон не может поглощать фотоны или излучать их.
13777. Исходя из классического закона преломления, вывести закон сохранения тангенциальной компоненты импульса фотонов при прохождении плоской границы прозрачных сред.
13778. На рисунок изображены результаты, полученные Комптоном при исследовании рассеяния рентгеновских лучей в графите. Наблюдения велись под углом q = 135° к направлению падающего пучка. Определить масштаб длин волн по оси абсцисс.
13779. В результате комптоновского рассеяния длина волны фотона с энергией 0,3 МэВ изменилась на 20%. Определить энергию электрона отдачи.
13780. В результате эффекта Комптона фотон с энергией 0,3 МэВ испытал рассеяние под углом 120°. Определить энергию рассеянного фотона и кинетическую энергию электрона отдачи.
13781. Фотон рубинового лазера (l = 6943 мкм) испытывает лобовое соударение с электроном, имеющим кинетическую энергию Wк = 500 МэВ. Оценить энергию Wg фотона, испускаемого в результате «обратного комптон-эффекта» и движущегося вдоль траектории электрона.
13782. Фотоны длиной волны l = 1,4 А испытывают комптоновское рассеяние на угол q = 60°. Рассеянные фотоны попадают в рентгеновский спектрограф, использующий принцип интерференционного отражения Брегга-Вульфа. При какой минимальной толщине кристаллической пластинки спектрографа можно обнаружить изменение длины волны рассеянного излучения (комптоновское смещение) в первом порядке, если постоянная кристаллической решетки d = 1 А?
13783. В результате комптоновского рассеяния фотона на покоящемся электроне последний получил импульс отдачи р. Определить, под какими углами по отношению к направлению падающего фотона мог вылететь электрон с таким импульсом.
13784. В результате комптоновского рассеяния фотона на покоящемся электроне последний вылетел под углом 60° к направлению падающего фотона. Какую кинетическую энергию мог приобрести электрон отдачи в этом случае?
13785. При прохождении g-квантов через вещество образуются две группы быстрых электронов: одна — в результате фотоэффекта, а другая — комптоновского рассеяния. Каково должно быть энергетическое разрешение регистрирующей аппаратуры, чтобы отличать фотоэлектроны от комптоновских электронов с максимальной энергией? Энергия g-квантов Wg = 5 МэВ.
13786. Вычислить длину волны де Бройля для a-частицы, нейтрона и молекулы азота, двигающихся с тепловой скоростью при температуре 25°С.