Сборник задач абитуриенту. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА. Фотоны. Тема 28-1

          

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА. Фотоны. Тема 28-1

28.1. Сколько фотонов попадает за 1 c в глаз человека, если глаз воспринимает свет с длиной волны 0,55 мкм при мощности светового потока 1,8 × 10−16 Вт. Постоянная Планка 6,6 × 10−34 Дж·с.

28.2. Определите длину волны (в нм) света с энергией фотона 2,2 × 10−19 Дж в среде с показателем преломления 1,5.

28.3. Во сколько раз энергия фотона, соответствующая гамма-излучению с частотой 3 × 1020 Гц, больше энергии фотонов рентгеновского излучения с длиной волны 2 × 10−10 м?

28.4. Какова длина волны (в нм) света, если импульс фотона этого света 1,1 × 10−27 кг·м/с.

28.5. Во сколько раз энергия фотона, обладающего импульсом 8 × 10−27 кг·м/с, больше кинетической энергии электрона, полученной им при прохождении разности потенциалов 5 В?

28.6. Рентгеновская трубка, работающая при напряжении 66 кВ и силе тока 15 мА, излучает ежесекундно 1016 фотонов. Считая длину волны излучения равной 10−10 м, определите КПД (в процентах) установки.

28.7. Лазер излучает в импульсе 2 × 1019 световых квантов с длиной волны 6,6 × 10−5 см. Чему равна мощность вспышки лазера, если ее длительность 2 мс?

28.8. Определить энергию и массу фотонов, соответствующих красной (0,76 мкм) и фиолетовой (0,38 мкм) границам видимого спектра.

28.9. Определить массу и импульс фотона соответствующего рентгеновскому излучению с частотой 3 × 1017 Гц.

28.10. Какой импульс фотона, энергия которого равна 3 эВ?

28.11. Определить длину волны, соответствующую фотону, масса которого равна массе покоящегося электрона.

28.12. Определить длину волны фотона, импульс которого равен импульсу электрона, пролетевшего разность потенциалов 4,9 B.

28.13. Глаз воспринимает свет с длиной волны 0,5 мкм, если световые лучи, попадающие в глаз, несут энергию не менее 20,8 × 10−18 Дж в секунду. Какое количество квантов света при этом ежесекундно падает на сетчатку глаза?

28.14. Определить абсолютный показатель преломления глицерина, если длина волны зеленого света в нем составляет 4 × 10−7 м при энергии фотона 3,3 × 10−34 Дж·с.

28.15. Сколько фотонов испускала бы лампочка мощностью 90 Вт за 1 c, если бы она излучала монохроматический свет с длиной волны 0,66 × 10−6 м?

28.16. Мощность светового потока (500 нм), падающего нормально на поверхность площадью 1 дм2, равна 100 Вт. Сколько фотонов падает ежесекундно на 1 см2 этой поверхности?

28.17. Источник света, потребляя мощность 50 Вт, излучает свет с длиной волны 0,53 мкм. Найти число световых квантов, излучаемых источником света за время 1 c, если коэффициент полезного действия источника 0,2 %.

28.18. Глаз начинает воспринимать свет с длиной волны 0,5 мкм при мощности светового потока 2 × 10−17 Вт. Найти минимальное число фотонов, которые необходимо посылать в глаз в течение времени 1 c для восприятия зрительного ощущения. Постоянную Планка h и скорость света c в вакууме считать известными.

28.19. Определите длину волны фотона, энергия которого равна кинетической энергии протона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов U = 20 В.