Решение задач по физике. Онлайн-база готовых решений.
Поиск по задачам:
Вход на сайт
1808.
Температура вольфрамовой спирали в 25-ваттной электрической лампочке T = 2450 К. Отношение ее энергетической светимости к энергетической светимости абсолютно черного тела при данной температуре k = 0,3. Найти площадь S излучающей поверхности спирали.
1809.
Найти солнечную постоянную К, т. е. количество лучистой энергии, посылаемой Солнцем в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к солнечным лучам и находящуюся на таком же расстоянии от него, как и Земля. Температура поверхности Солнца T = 5800 К. Излучение Солнца считать близким к излучению абсолютно черного тела.
1810.
Считая, что атмосфера поглощает 10% лучистой энергии, посылаемой Солнцем, найти мощность излучения N, получаемую от Солнца горизонтальным участком Земли площадью S = 0,5 га. Высота Солнца над горизонтом φ = 30°. Излучение Солнца считать близким к излучению абсолютно черного тела.
1811.
Зная значение солнечной постоянной для Земли (см. задачу 18.8), найти значение солнечной постоянной для Марса.
1812.
Какую энергетическую светимость Rэ имеет абсолютно черное тело, если максимум спектральной плотности его энергетической светимости приходится на длину волны λ = 484 нм?
1813.
Мощность излучения абсолютно черного тела N = 10 кВт. Найти площадь S излучающей поверхности тела, если максимум спектральной плотности его энергетической светимости приходится на длину волны λ = 700 нм.
1814.
В каких областях спектра лежат длины волн, соответствующие максимуму спектральной плотности энергетической светимости, если источником света служит: а) спираль электрической лампочки (T = 3000 К); б) поверхность Солнца (T = 6000 К); в) атомная бомба, в которой в момент взрыва развивается температура T ≈ 107 К? Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.
1815.
На рис. 64 дана кривая зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела rλ от длины волны λ при некоторой температуре. К какой температуре T относится эта кривая? Какой процент излучаемой энергии приходится на долю видимого спектра при этой температуре?
1816.
При нагревании абсолютно черного тела длина волны λ, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась от 690 до 500 нм. Во сколько раз увеличилась при этом энергетическая светимость тела?
1817.
На какую длину волны λ приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела, имеющего температуру, равную температуре t = 37 °С человеческого тела, т. е. T = 310 К?
1818.
Температура Ф абсолютно черного тела изменилась при нагревании от 1000 до 3000 К. Во сколько раз увеличилась при этом его энергетическая светимость Rэ? На сколько изменилась длина волны λ, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости? Во сколько раз увеличилась его максимальная спектральная плотность энергетической светимости rλ?
1819.
Абсолютно черное тело имеет температуру T1 = 2900 К. В результате остывания тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на Δλ = 9 мкм. До какой температуры T2 охладилось тело?
1820.
Поверхность тела нагрета до температуры T = 1000 К. Затем одна половина этой поверхности нагревается на ΔT = 100 К. Другая охлаждается на ΔT = 100 К. Во сколько раз изменится энергетическая светимость R, поверхности этого тела?
1821.
Какую мощность N надо подводить к зачерненному металлическому шарику радиусом γ = 2 см, чтобы поддерживать его температуру на ΔT = 27 К выше температуры окружающей среды? Температура окружающей среды Т = 293 К. Считать, что тепло теряется только вследствие излучения.
1822.
Зачерненный шарик остывает от температуры T1 = 300 К до T2 = 293 К. На сколько изменилась длина волны λ, соответствующая максимуму спектральной плотности его энергетической светимости?
1823.
На сколько уменьшится масса Солнца за год вследствие излучения? За какое время τ масса Солнца уменьшится вдвое? Температура поверхности Солнца Т = 5800 К. Излучение Солнца считать постоянным.
1824.
Найти массу m фотона: а) красных лучей света (R = 700 нм); б) рентгеновских лучей (λ = 25 пм); в) гамма-лучей (R = 1,24 пм).
1825.
Найти энергию ε, массу m и импульс с фотона, если соответствующая ему длина волны λ = 1,6 пм.
1826.
Ртутная дуга имеет мощность N = 125Вт. Какое число фотонов испускается в единицу времени в излучении с длинами волн λ, равными: 612,3; 579,1; 546,1; 404,7; 365,5; 253,7 нм? Интенсивности этих линий составляют соответственно 2; 4; 4; 2,9; 2,5; 4 % интенсивности ртутной дуги. Считать, что 80 % мощности дуги идет на излучение.
1827.
С какой скоростью а должен двигаться электрон, чтобы его кинетическая энергия была равна энергии фотона с длиной волны λ = 520 нм?
1828.
С какой скоростью v должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны λ = 520 нм?
1829.
Какую энергию ε должен иметь фотон, чтобы его масса была равна массе покоя электрона?
1830.
Импульс, переносимый монохроматическим пучком фотонов через площадку S = 2 см2 за время t = 0,5 мин, равен p = 3•10−9 кг•м/с. Найти для этого пучка энергию E, падающую на единицу площади за единицу времени.
1831.
При какой температуре T кинетическая энергия молекулы двухатомного газа будет равна энергии фотона с длиной волны λ = 589 нм?
1832.
При высоких энергиях трудно осуществить условия для измерения экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучений в рентгенах, поэтому допускается применение рентгена как единицы дозы для излучений с энергией квантов до ε = 3 МэВ. До какой предельной длины волны λ рентгеновского излучения можно употреблять рентген?
1833.
Найти массу m фотона, импульс которого равен импульсу молекулы водорода при температуре t = 20 °C. Скорость молекулы считать равной средней квадратичной скорости.
1834.
В работе А. Г. Столетова «Активно-электрические исследования» (1888 г.) впервые были установлены основные законы фотоэффекта. Один из результатов его опытов был сформулирован так: «Разряжающим действием обладают лучи самой высокой преломляемости с длиной волны менее 295 нм». Найти работу выхода А электрона из металла, с которым работал А. Г. Столетов.
1835.
Найти длину волны λ0 света, соответствующую красной границе фотоэффекта, для лития, натрия, калия и цезия.
1836.
Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта, для некоторого металла λ0 = 275 нм. Найти минимальную энергию е фотона, вызывающего фотоэффект.
1837.
Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта, для некоторого металла λ0 = 275 нм. Найти работу выхода А электрона из металла, максимальную скорость vmax электронов, вырываемых из металла светом с длиной волны λ = 180 нм, и максимальную кинетическую энергию Wmax электронов.
1838.
Найти частоту ν света, вырывающего из металла электроны, которые полностью задерживаются разностью потенциалов U = 3 В. Фотоэффект начинается при частоте света ν0 = 6•1014 Гц. Найти работу выхода А электрона из металла.
1839.
Найти задерживающую разность потенциалов U для электронов, вырываемых при освещении калия светом с длиной волны λ = 330 нм.
1840.
При фотоэффекте с платиновой поверхности электроны полностью задерживаются разностью потенциалов U = 0,8 В. Найти длину волны λ применяемого облучения и предельную длину волны λ0, при которой еще возможен фотоэффект.
1841.
Фотоны с энергией ε = 4,9 эВ вырывают электроны из металла с работой выхода А = 4,5 эВ. Найти максимальный импульс pmax, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.
1842.
Найти постоянную Планка h, если известно, что электроны, вырываемые из металла светом с частотой ν1 = 2,2•1015 Гц, полностью задерживаются разностью потенциалов U1 = 6,6 В, а вырываемые светом с частотой v2 = 4,6• 1015 Гц — разностью потенциалов U2 = 16,5 В.
1843.
Вакуумный фотоэлемент состоит из центрального катода (вольфрамового шарика) и анода (внутренней поверхности посеребренной изнутри колбы). Контактная разность потенциалов между электродами U0 = 0,6 В ускоряет вылетающие электроны. Фотоэлемент освещается светом с длиной волны λ = 230 нм. Какую задерживающую разность потенциалов U надо приложить между электродами, чтобы фототок упал до нуля? Какую скорость н получат электроны, когда они долетят до анода, если не прикладывать между катодом и анодом разности потенциалов?
1844.
Между электродами фотоэлемента предыдущей задачи приложена задерживающая разность потенциалов U = 1 В. При какой предельной длине волны λ0 падающего на катод света начнется фотоэффект?
1845.
На рис. 65 показана часть прибора, с которым П. Н. Лебедев производил свои опыты по измерению светового давления. Стеклянная крестовина, подвешенная на тонкой нити, заключена в откачанный сосуд и имеет на концах два легких кружка из платиновой фольги. Один кружок зачернен, другой оставлен блестящим. Направляя свет на один из кружков и измеряя угол поворота нити (для зеркального отсчета служит зеркальце S), можно определить световое давление. Найти световое давление P и световую энергию Е, падающую от дуговой лампы в единицу времени на единицу площади кружков. При освещении блестящего кружка отклонение зайчика a = 76 мм по шкале, удаленной от зеркальца на расстояние b = 1200 мм. Диаметр кружков d = 5 мм. Расстояние от центра кружка до оси вращения l = 9,2 мм. Коэффициент отражения света от блестящего кружка ρ = 0,5. Постоянная момента кручения нити (M = kα) k = 2,2•10−11 Н•м/рад.
1846.
В одном из опытов П. Н. Лебедева при падении света на зачерненный кружок (ρ = 0) угол поворота нити был равен α = 10'. Найти световое давление С и мощность N падающего света» Данные прибора взять из условия задачи 19.22.
1847.
В одном из опытов П. Н. Лебедева мощность падающего на кружки монохроматического света (λ = 560 нм) была равна N = 8,33 мВт. Найти число фотонов I, падающих в единицу времени на единицу площади кружков, и импульс силы FΔτ, сообщенный единице площади кружков за единицу времени, для значений р, равных: 0; 0,5; 1. Данные прибора взять из условия задачи 19.22.
1848.
Русский астроном Ф. А. Бредихин объяснил форму кометных хвостов световым давлением солнечных лучей. Найти световое давление P солнечных лучей на абсолютно черное тело, помещенное на таком же расстоянии от Солнца, как и Земля. Какую массу m должна иметь частица в кометном хвосте, помещенная на этом расстоянии, чтобы сила светового давления на нее уравновешивалась силой притяжения частицы Солнцем? Площадь частицы, отражающую все падающие на нее лучи, считать равной S = 0,5•10−12 м2. Солнечная постоянная K = 1,37 кВт/м2.
1849.
Найти световое давление P на стенки электрической 100-ваттной лампы. Колба лампы представляет собой сферический сосуд радиусом r = 5 см. Стенки лампы отражают 4% и пропускают 6% падающего на них света. Считать, что вся потребляемая мощность идет на излучение.
1850.
На поверхность площадью S = 0,01 м2 в единицу времени падает световая энергия E = 1,05 Дж/с. Найти световое давление P в случаях, когда поверхность полностью отражает и полностью поглощает падающие на нее лучи.
1851.
Монохроматический пучок света (λ = 490 нм), падая по нормали к поверхности, производит световое давление R = 4,9 мкПа. Какое число фотонов I падает в единицу времени на единицу площади этой поверхности? Коэффициент отражения света ρ = 0,25.
1852.
Рентгеновские лучи с длиной волны λ0 = 70,8 пм испытывают комптоновское рассеяние на парафине. Найти длину волны λ рентгеновских лучей, рассеянных в направлениях: а) φ = π/2; б) φ = π.
1853.
Какова была длина волны λ, рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения графитом под углом φ = 60° длина волны рассеянного излучения оказалась равной λ = 25,4 пм?
1854.
Рентгеновские лучи с длиной волны λ0 = 20 пм испытывают комптоновское рассеяние под углом φ = 90°. Найти изменение Δλ длины волны рентгеновских лучей при рассеянии, а также энергию We и импульс электрона отдачи.
1855.
При комптоновском рассеянии энергия падающего фотона распределяется поровну между рассеянным фотоном и электроном отдачи. Угол рассеяния φ = π/2. Найти энергию W и импульс р рассеянного фотона.
1856.
Энергия рентгеновских лучей ε = 0,6 МэВ. Найти энергию Wе электрона отдачи, если длина волны рентгеновских лучей после комптоновского рассеяния изменилась на 20 %.
1857.
Найти длину волны де Бройля λ для электронов, прошедших разность потенциалов U1 = 1 В и U2 = 100 В.
1858.
Решить предыдущую задачу для пучка протонов.
1859.
Найти длину волны де Бройля λ для: а) электрона, движущегося со скоростью v = 106 м/с; б) атома водорода, движущегося со средней квадратичной скоростью при температуре T = 300 К; в) шарика массой m = 1 г, движущегося со скоростью v = 1 см/с.
1860.
Найти длину волны де Бройля λ для электрона, имеющего кинетическую энергию: a) W1 = 10 кэB; б) W2 = 1 МэВ.
1861.
Заряженная частица, ускоренная разностью потенциалов U = 200 В, имеет длину волны де Бройля λ = 2,02 пм. Найти массу m частицы, если ее заряд численно равен заряду электрона.
1862.
Составить таблицу значений длин волн де Бройля λ для электрона, движущегося со скоростью v, равной: 2•108; 2,2•108; 2,4•108; 2,6•108; 2,8•108 м/с.
1863.
α-частица движется по окружности радиусом r = 8,3 мм в однородном магнитном поле А напряженность которого H = 18,9 кА/м. Найти длину волны де Бройля λ для α-частицы.
1864.
Найти длину волны де Бройля А для атома водорода, движущегося при температуре T = 293 К с наиболее вероятной скоростью.
1865.
Найти радиусы rк трех первых боровских электронных орбит в атоме водорода и скорости vk электрона на них.
1866.
Найти кинетическую Wк, потенциальную Wп и полную W энергии электрона на первой боровской орбите.
1867.
Найти кинетическую энергию Wк электрона, находящегося на n-й орбите атома водорода, для n = 1, 2, 3 и ∞.
1868.
Найти период Т обращения электрона на первой боровской орбите атома водорода и его угловую скорость ω.
1869.
Найти наименьшую λmin и наибольшую λmax длины волн спектральных линий водорода в видимой области спектра.
1870.
Найти наибольшую длину волны λmax в ультрафиолетовой области спектра водорода. Какую наименьшую скорость vmin должны иметь электроны, чтобы при возбуждении атомов водорода ударами электронов появилась эта линия?
1871.
Найти потенциал ионизации Ui атома водорода.
1872.
Найти первый. потенциал возбуждения U1 атома водорода.
1873.
Какую наименьшую энергию Wmin (в электрон-вольтах) должны иметь электроны, чтобы при возбуждении атомов водорода ударами этих электронов появились все линии все серий спектра водорода? Какую Наименьшую скорость vmin должны иметь эти электроны?
1874.
В каких пределах должна лежать энергия бомбардирующих электронов, чтобы при возбуждении атомов водорода ударами этих электронов спектр водорода имел только одну спектральную линию?
1875.
Какую наименьшую энергию Wmin (в электрон-вольтах) должны иметь электроны, чтобы при возбуждении атомов водорода ударами этих электронов спектр водорода имел три спектральные линии? Найти длины волн λ этих линий.
1876.
В каких пределах должны лежать длины волн λ монохроматического света, чтобы при возбуждении атомов водорода квантами этого света наблюдались три спектральные линии?
1877.
На сколько изменилась кинетическая энергия электрона в атоме водорода при излучении атомом фотона с длиной волны λ = 486 нм?
1878.
В каких пределах должны лежать длины воли λ монохроматического света, чтобы при возбуждении атомов водорода квантами этого света радиус орбиты rk электрона увеличился в 9 раз?
1879.
На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки, наполненной атомарным водородом. Постоянная решетки d = 5 мкм. Какому переходу электрона соответствует спектральная линия, наблюдаемая при помощи этой решетки в спектре пятого порядка под углом φ = 41°?
1880.
Найти длину волны де Бройля λ для электрона, движущегося по первой боровской орбите атома водорода.
1881.
Найти радиус r1 первой боровской электронной орбиты для однократно ионизованного гелия и скорость v1 электрона на ней.
1882.
Найти первый потенциал возбуждения U1: а) однократно ионизованного гелия; б) двукратно ионизованного лития.
1883.
Найти потенциал ионизации Ui: а) однократно ионизованного гелия; б) двукратно ионизованного лития.
1884.
Найти длину волны λ фотона, соответствующего переходу электрона со второй боровской орбиты на первую в однократно ионизованном атоме гелия.
1885.
Решить предыдущую задачу для двукратно ионизованного атома лития.
1886.
D-линия натрия излучается в результате такого перехода электрона с одной орбиты атома на другую, при котором энергия атома уменьшается на ΔW = 3,37•10−18 Дж. Найти длину волны λ D-линии натрия.
1887.
На рис. 66 изображена схема прибора для определения резонансного потенциала натрия. Трубка содержит пары натрия. Электроды G и А имеют одинаковый потенциал. При какой наименьшей ускоряющей разности потенциалов U между катодом К и сеткой G наблюдается спектральная линия с длиной волны λ = 589 нм?
1888.
Электрон, пройдя разность потенциалов U = 4,9 В, сталкивается с атомом ртути и переводит его в первое возбужденное состояние. Какую длину волны λ имеет фотон, соответствующий переходу атома ртути в нормальное состояние?
1889.
На рис. 67 изображена установка для наблюдения дифракции рентгеновских лучей. При вращении кристалла С только тот луч будет отражаться на фотографическую пластинку В, длина волны которого удовлетворяет уравнению Вульфа — Брэгга. При каком наименьшем угле φ между плоскостью кристалла и пучком рентгеновских лучей были отражены рентгеновские лучи с длиной волны λ = 20 пм? Постоянная решетки кристалла d = 303 пм.
1890.
Найти постоянную решетки d каменной соли, зная молярную массу μ = 0,058 кг/моль каменной соли и ее плотность ρ = 2,2•103 кг/м3. Кристаллы каменной соли обладают простой кубической структурой.
1891.
При экспериментальном определении постоянной Планка h при помощи рентгеновских лучей кристалл устанавливается под некоторым углом φ, а разность потенциалов U, приложенная к электродам, рентгеновской трубки, увеличивается до тех пор, пока не появится линия, соответствующая этому углу. Найти постоянную Планка h из следующих данных: кристалл каменной соли установлен под углом φ = 14°; разность потенциалов, при которой впервые появилась линия, соответствующая этому углу, U = 9,1 кВ; постоянная решетки кристалла d = 281 пм.
1892.
К электродам рентгеновской трубки приложена разность потенциалов U = 60 кВ. Наименьшая длина волны рентгеновских лучей, получаемых от этой трубки, λ = 20,6 пм. Найти из этих данных постоянную h Планка.
1893.
Найти длину волны λ, определяющую коротко-волновую границу непрерывного рентгеновского спектра, для случаев, когда к рентгеновской трубке приложена разность потенциалов U, равная: 30, 40, 50 кВ.
1894.
Найти длину волны λ, определяющую коротковолновую, границу непрерывного рентгеновского спектра, если известно, что уменьшение приложенного к рентгеновской трубке напряжения на ΔU = 23 кВ увеличивает искомую длину волны в 2 раза.
1895.
Длина волны гамма-излучения радия λ = 1,6 пм. Какую разность потенциалов U надо приложить к рентгеновской трубке, чтобы получить рентгеновские лучи с этой длиной волны?
1896.
Какую наименьшую разность потенциалов U надо приложить к рентгеновской трубке, чтобы получить все линии K-серии, если в качестве материала антикатода взять: а) медь; б) серебро; в) вольфрам; г) платину?
1897.
Считая, что формула Мозли с достаточной степенью точности дает связь между длиной волны λ характеристических рентгеновских лучей и порядковым номером элемента Z, из которого сделан антикатод, найти, наибольшую длину волны λ линий К-серии рентгеновских лучей, даваемых трубкой с антикатодом из: а) железа; б) меди; в) молибдена; г) серебра; д) тантала; е) вольфрама; ж) платины. Для K-серии постоянная экранирования b = 1.
1898.
Найти постоянную экранирования b для L-серии рентгеновских лучей, если известно, что при переходе электрона в атоме вольфрама с М- на L-слой испускаются рентгеновские лучи с длиной волны λ = 143 пм.
1899.
При переходе электрона в атоме с L- на K-слой испускаются рентгеновские лучи с длиной волны λ = 78,8 пм. Какой это атом? Для К-серии постоянная экранирования b = 1.
1900.
Воздух в некотором объеме V облучается рентгеновскими лучами. Экспозиционная доза излучения Dэ = 4,5Р. Какая доля атомов, находящихся в данном объеме, будет ионизована этим излучением?
1901.
Рентгеновская трубка создает на некотором расстоянии мощность экспозиционной дозы Рэ = 2,58•10−5 А/кг. Какое число N пар ионов в единицу времени создает эта трубка на единицу массы воздуха при данном расстоянии?
1902.
Воздух, находящийся»при нормальных условиях в ионизационной камере объемом V = 6 см3, облучается рентгеновскими лучами. Мощность экспозиционной дозы рентгеновских лучей Pэ = 0,48 мР/ч. Найти ионизационный ток насыщения Iн.
1903.
Найти для алюминия толщину x1/2 слоя половинного ослабления для рентгеновских лучей некоторой длины волны. Массовый коэффициент поглощения алюминия для этой длины волны μм = 5,3 м2/кг.
1904.
Во сколько раз уменьшится интенсивность рентгеновских лучей с длиной волны λ = 20 пм при прохождении слоя железа толщиной d = 0,15 мм? Массовый коэффициент поглощения железа для этой длины волны μм = 1,1 м2/кг.
1905.
Найти толщину слоя x1/2половинного ослабления для железа в условиях предыдущей задачи.
1906.
В нижеследующей таблице приведены для некоторых материалов значения толщины слоя x1/2 половинного ослабления рентгеновских лучей, энергия которых W = 1 МэВ. Найти линейный μ и массовый μм коэффициенты поглощения этих материалов для данной энергии рентгеновских лучей. Для какой длины волны λ рентгеновских лучей получены эти данные?
Вещество
Вода
Алюминий
Железа
Свинец
x1/2, см
10,2
4,5
1,56
0,87
1907.
Сколько слоев половинного ослабления необходимо для уменьшения интенсивности рентгеновских лучей в 80 раз?