Xreferat.com » Рефераты по физике » Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя

Федеральное агентство связи


Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики


Межрегиональный центр переподготовки специалистов


Контрольная работа


По дисциплине: Физика


Новосибирск, 2009

Вариант 3


703. Светильник в виде цилиндра из молочного стекла имеет размеры: длину 25 см, диаметр 24 мм. На расстоянии 2 м при нормальном падении лучей возникает освещенность 15 лк. Определить силу света; яркость и светимость его, считая, что указанный излучатель косинусный.


Решение: Источники, яркость которых одинакова по всем направлениям, называются ламбертовскими или косинусными. Величина светового потока Определение параметров косинусного излучателя равна


Определение параметров косинусного излучателя


Где Определение параметров косинусного излучателя – освещенность на поверхности

Определение параметров косинусного излучателя – площадь поверхности, для сферы Определение параметров косинусного излучателя

Для изотропного источника сила света Определение параметров косинусного излучателяравна


Определение параметров косинусного излучателя


Светимость объекта – отношение светового потока, испускаемого источником к площади поверхности источника освещения. Для упрощения пренебрежением излучением, испускаемых с торца цилиндра.


Определение параметров косинусного излучателя


где Определение параметров косинусного излучателя – диаметр светящегося цилиндра

Определение параметров косинусного излучателя – длина светящегося цилиндра

Определение параметров косинусного излучателя


Для косинусного источника света светимость и яркость объекта связаны соотношением:


Определение параметров косинусного излучателя, где Определение параметров косинусного излучателя – яркость объекта

Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя


Ответ: Сила света Определение параметров косинусного излучателя

Светимость Определение параметров косинусного излучателя

Яркость Определение параметров косинусного излучателя


713. Температура абсолютно черного тела Т = 2 кК. Определить длину волны λm, на которую приходится максимум испускательной способности и спектральную плотность энергетической светимости (rλ,)max для этой длины волны.


Решение: По закону Вина


Определение параметров косинусного излучателя (1)


где Определение параметров косинусного излучателя – константа Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя – температура тела, Определение параметров косинусного излучателя

Этот закон связывает длину волны максимума испускательной способности с температурой тела.

Плотность энергетической светимости Определение параметров косинусного излучателяопределим из формулы Планка:


Определение параметров косинусного излучателя (2)


где Определение параметров косинусного излучателя – постоянная Планка, Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя – циклическая частота света, связанная с длиной волны сооношением:


Определение параметров косинусного излучателя (3)


Определение параметров косинусного излучателя- скорость света, Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя- постоянная Больцмана, Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя- температура абсолютно черного тела.

Подставим (3) в (2) получим:


Определение параметров косинусного излучателя


где Определение параметров косинусного излучателя – постоянная Планка, Определение параметров косинусного излучателя

Определим по закону Вина длину волны Определение параметров косинусного излучателя

Найдем спектральную плотность энергетической светимости

Определение параметров косинусного излучателя Определение параметров косинусного излучателя


Размерность Определение параметров косинусного излучателя


Ответ:


Определение параметров косинусного излучателя


723. Фотон с энергией ε = 10 эВ падает на серебряную пластину и вызывает фотоэффект. Определить импульс р, полученный пластиной, если принять, что направления движения фотона и фотоэлектрона лежат на одной прямой, перпендикулярной поверхности пластин.


Решение: Формула Эйнштейна для фотоэффекта


Определение параметров косинусного излучателя (1)


Где Определение параметров косинусного излучателя- энергия падающего фотона

Определение параметров косинусного излучателя – масса фотоэлектрона, Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя – скорость фотоэлектрона

Определение параметров косинусного излучателя

Импульс фотона Определение параметров косинусного излучателяравен:

Определение параметров косинусного излучателя (2)


где Определение параметров косинусного излучателя – скорость света, Определение параметров косинусного излучателя

Таким образом, из закона сохранения импульса, импульс Определение параметров косинусного излучателя, полученный пластиной, равен:


Определение параметров косинусного излучателя


Скорость вылета фотоэлектрона из пластины из уравнения (1) равна


Определение параметров косинусного излучателя


Откуда, импульс пластины Определение параметров косинусного излучателя равен:


Определение параметров косинусного излучателя


Размерность


Определение параметров косинусного излучателя


Ответ: импульс пластины Определение параметров косинусного излучателя


733. Определить постоянную Планке h, если известно, что фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла светом с частотой 2,2ּ 1011 с-1, полностью задерживаются обратным потенциалом 6,6 В, а вырываемые светом с частотой 4,6ּ 1011 c-1 – потенциалом 16,5 В.


Решение: Формула Эйнштейна для фотоэффекта


Определение параметров косинусного излучателя (1)


где Определение параметров косинусного излучателя – постоянная Планка (необходимо найти)

Определение параметров косинусного излучателя- частота падающего света

Определение параметров косинусного излучателя- работа выхода фотоэлектрона

Определение параметров косинусного излучателя – кинетическая энергия, с которой фотоэлектрон выходит с поверхности.

Под действием приложенного поля кинетическая энергия фотоэлектрона переходит в потенциальную энергию электрона в электрическом поле, тогда


Определение параметров косинусного излучателя (2)


где Определение параметров косинусного излучателя – заряд фотоэлектрона, Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя- величина задерживающего потенциала

Тогда из уравнения (2) следует:


Определение параметров косинусного излучателя


Размерность


Определение параметров косинусного излучателя


Ответ: постоянная Планка Определение параметров косинусного излучателя


743. Какая доля энергии фотона приходится при эффекте Комптона на электрон отдачи, если рассеяние фотона происходит на угол θ=π/2 рад? Энергия фотона до рассеяния ε = 0,51 МэВ.


Решение: Запишем формулу Комптона:


Определение параметров косинусного излучателяОпределение параметров косинусного излучателя) (1)


гдеОпределение параметров косинусного излучателя – изменение длины волны фотона

Определение параметров косинусного излучателя – постоянная Планка, Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя- масса электрона, Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя- скорость света, Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя – угол между фотоном и электроном после столкновения

Определение параметров косинусного излучателя – энергия фотона до столкновения


Определение параметров косинусного излучателя Определение параметров косинусного излучателя (2)


где Определение параметров косинусного излучателя – первоначальная длина волны

Энергия фотона εОпределение параметров косинусного излучателяпосле столкновения:

Определение параметров косинусного излучателя (3)


Из закона сохранения энергии, энергия, переданная электрону, равна:


Определение параметров косинусного излучателя Определение параметров косинусного излучателя-Определение параметров косинусного излучателя Определение параметров косинусного излучателя (4)


И доля энергии Определение параметров косинусного излучателя, переданная электрону, равна:


Определение параметров косинусного излучателя (5)


С учетом выражения (2) получаем:


Определение параметров косинусного излучателя


Подставим значение (учитывая, что Определение параметров косинусного излучателя)


Определение параметров косинусного излучателя


Мы использовали тот факт, что энергия покоя электрона Определение параметров косинусного излучателя


Ответ: доля энергии фотона, затраченная на электрон отдачи Определение параметров косинусного излучателя


753. Определить коэффициент отражения  поверхности, если при энергетической освещенности Ее = 120 Вт/м2 давление р света на нее оказалось равным 0,5 мкПа.


Решение: Давление света при нормальном падении на поверхность


Определение параметров косинусного излучателя


где Определение параметров косинусного излучателя – энергетическая освещенность

Определение параметров косинусного излучателя- скорость света, Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя- коэффициент отражения

Откуда получаем:


Определение параметров косинусного излучателя


Подставим значения:


Определение параметров косинусного излучателя


Ответ: коэффициент отражения Определение параметров косинусного излучателя


803. Вычислить по теории Бора период Т вращения электрона в атоме водорода, находящегося в возбужденном состоянии, определяемом главным квантовым числом n = 2.


Решение: Период обращения электрона в модели атома по Бору:

Определение параметров косинусного излучателя (1)


где Определение параметров косинусного излучателя – радиус орбиты

Определение параметров косинусного излучателя – скорость движения электрона по орбите

Условие для стационарных орбит:


Определение параметров косинусного излучателя


где Определение параметров косинусного излучателя – масса электрона,


Определение параметров косинусного излучателя (2)


Определение параметров косинусного излучателя- постоянная Планка, Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя- главное квантовое число

Ньютоновское уравнение движения по орбите:


Определение параметров косинусного излучателя (3)


где Определение параметров косинусного излучателя- заряд электрона, Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя – электрическая постоянная, Определение параметров косинусного излучателя


Определение параметров косинусного излучателя


Получим из (2) и (3) выражение для радиуса орбит:


Определение параметров косинусного излучателя

Откуда выражение для периода вращения:


Определение параметров косинусного излучателя


Размерность Определение параметров косинусного излучателя


Ответ: период обращения Определение параметров косинусного излучателя


823. Какова должна быть кинетическая энергия Т протона в моноэнергетическом пучке, используемого для исследования структуры с линейными размерами l≈10-13 см?


Решение: Соотношение неопределенностей для координат и импульса:


Определение параметров косинусного излучателя (1)


где Определение параметров косинусного излучателя – неопределенность проекции импульса на ось ОХ

Определение параметров косинусного излучателя – неопределенность координаты

Определение параметров косинусного излучателя – постоянная Планка, Определение параметров косинусного излучателя

Таким образом, для неопределенности импульса


Определение параметров косинусного излучателя (2)

Импульс частицы связан с кинетической энергией Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя (3)


где Определение параметров косинусного излучателя – масса покоя протона, Определение параметров косинусного излучателя

Подставим (3) в (2), получим:


Определение параметров косинусного излучателя

Определение параметров косинусного излучателя


Размерность Определение параметров косинусного излучателя


Определение параметров косинусного излучателя


или Определение параметров косинусного излучателя


Ответ: кинетическая энергия должна быть больше Определение параметров косинусного излучателя

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: