Физика (стр. 15 )

Задачи

165. Лучепоглощательные способности участков луга и парового (вспаханного) поля равны соответственно 0,6 и 0,8. Какой участок обладает большей лучеиспускательной способностью и во сколько раз? Температуры участков одинаковы.

166. Для повышения температуры верхнего слоя почвы при­менили мульчирование угольным порошком (т. е. этим порош­ком покрыли поверхность почвы), в результате чего установи­лась температура, равная 27°С. Определить лучеиспускатель­ную способность угольной мульчи, если ее лучепоглощательная
способность при данной температуре 0,88.

167. В результате мульчирования молотым мелом поверхность почвы приняла температуру 17ºС. Определить лучепоглощательную способность мульчи, если её лучеиспускательная способность при данной температуре 64Дж/м2·с.

168. Смотровое окно плавильной печи имеет площадь 6см2. Какое количество лучистой энергии уйдет из печи через это окно за 1мин, если температура печи 1000К.

169. Определить температуру, при которой полная лучеиспускательная способность абсолютно черного тела составляет 104Вт/м2.

170. Абсолютно черное тело изготовлено в виде полости с малым отверстием радиусом r=5мм. Полость нагревают изнутри током, проходящим по вольфрамовой спирали. Этот нагреватель потребляет мощность N=100Вт, 10% которой рассеивается в окружающую среду через стенки полости. Найти температуру Т, установившуюся внутри полости.

171. Считая Солнце абсолютно черным телом, определить, сколько энергии оно излучает за 1с. Температура солнечной поверхности 6000К, радиус Солнца 6,95·108м.

172. На какую длину волны приходится максимум излучения абсолютно черного тела, имеющего температуру человеческого ° С).

173. Длина волны, соответствующая максимуму излучения, равна для Солнца 0,47мкм, для Полярной звезды 0,35мкм и для Сириуса 0,29мкм. Определить температуры поверхностей этих звезд.

174. В инкубаторе экспериментальную партию куриных яиц подвергли воздействию инфракрасного излучения, используя специальный рефлектор. Температура нагревательного элемента рефлектора 690К. На какую длину волны приходится максимум его излучения?

175. При охлаждении абсолютно черного тела длина волны, соответствующая максимуму её излучения, увеличилась от 0,4 до 0,7мкм. Во сколько раз уменьшилась при этом полная лучеиспускательная способность тела?

176. Определить полную лучеиспускательную способность. Земли и длину волны, соответствующую максимуму ее излучения. Считать Землю абсолютно черным телом с температурой поверхности 7°С.

177. Количество лучистой энергии, ежесекундно посылаемой Солнцем через площадку S=1м2, расположенную перпендикулярно солнечным лучам на верхней границе земной атмосферы, называется солнечной постоянной . Определить величину солнечной постоянной, считая Солнце абсолютно черным телом с температурой Т=5800К. Радиус Солнца r = 6,95·108м, расстояние от Солнца до Земли R = 1,5·1011м.

178. Имеются два абсолютно черных источника теплового излучения. Температура одного из них Т1= 2500˚К. Найти температуру другого источника, если длина волны, отвечающая максимуму его испускательной способности, на Δλ = 0,50мк больше длины волны, соответствующей максимуму испускательной способности первого источника.

179. Энергетическая светимость абсолютно черного тела равна 3,0вт/см². Определить длину волны, отвечающую максимуму испускательной способности этого тела.

180. Излучение Солнца по своему спектральному составу близко к излучению абсолютно черного тела, для которого максимум испускательной способности приходится на длину волны 0,48мк. Найти массу, теряемую Солнцем в № сек за счет излучения. Оценить время, за которое масса Солнца уменьшится на 1%.

181. Получить с помощью формулы Планка приближенные выражения для объемной спектральной плотности излучения (в шкале частот, uω):

а) в области, где ħω kT (формула Рэлея – Джинса);

б) в области, где ħω kT (формула Вина).

182. Преобразовать формулу Планка для объемной спектральной плотности излучения u от независимой переменной ω к переменным v (линейная частота) и λ (длина волны).

183. Найти с помощью формулы Планка плотность потока излучения единицы поверхности абсолютно черного тела, приходящегося на узкий интервал длин волн Δλ = 10А вблизи максимума спектральной плотности излучения, при температуре тела Т = 3000оК.

184. Найти с помощью формулы Планка выражения, определяющие число квантов в 1 см³ полости при температуре Т в спектральных интервалах (ω, ω + dω) и (λ, λ + dλ).

185. Короткий импульс света с энергией Е = 7,5Дж в виде узкого почти параллельного пучка падает на зеркальную пластинку с коэффициентом отражения ρ = 0,60. Угол падения i = 30˚. Определить с помощью корпускулярных представлений импульс, переданный пластинке.

186. Плоская световая волна интенсивностью I = 0,2вт/см² падает на плоскую зеркальную поверхность с коэффициентом отражения ρ = 0,8. Угол падения ϑ = 45˚. Определить с помощью корпускулярных представлений величину нормального давления, которое оказывает свет на эту поверхность.

187. Плоская световая волна с интенсивностью I = 0,70вт/см² освещает шар с зеркальной поверхностью радиуса R = 5,0см. Коэффициент отражения равен единице. Найти с помощью корпускулярных представлений силу, которую испытывает шар.

188. При увеличении напряжения на рентгеновской трубке в η = 1,5 раза длина волны коротковолновой границы сплошного рентгеновского спектра изменилась на Δλ = 0,26А. Найти первоначальное напряжение на трубке.

189. Узкий пучок рентгеновских лучей падает на монокристалл NaCl. Наименьший угол скольжения, при котором еще наблюдается зеркальное отражение от системы кристаллических плоскостей с межплоскостным расстоянием d = 2,8А, равен ϑ = 4,1˚. Каково напряжение на рентгеновской трубке?

190. Найти длину волны коротковолновой границы сплошного рентгеновского спектра, если известно, что скорость электронов, подлетающих к антикатоду трубки, υ = 0,85с, где с – скорость света.

191. Определить красную границу фотоэффекта для цинка и максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности цинка светом с длиной волны 250ммк.

192. До какого максимального потенциала зарядится удаленный от других тел медный шарик при облучении его светом с длиной волны 0,14мк?

193. Имеется вакуумный фотоэлемент, один их электродов которого цезиевый, другой – медный. Определить максимальную скорость фотоэлектронов, подлетающих к медному электроду, при освещении цезиевого электрода светом с длиной волны 0,22мк, если оба электрода замкнуть снаружи накоротко.

194. Фототок, возникающий в цепи вакуумного фотоэлемента при освещении цинкового электрода светом с длиной волны 0,262мк, прекращается, если подключить внешнее задерживающее напряжение 1,5 в. найти величину и полярность внешней контактной разности потенциалов.

195. Фотон с энергией ħ = 250кэв рассеялся под углом ϑ = 120˚ на первоначально покоившемся свободном электроне. Определить энергию рассеянного фотона.

196. Определить длину волны рентгеновского излучения, если известно, что максимальная энергия комптоновских электронов отдачи Тm = 0,19 Мэв.

197. Фотон с энергией ħ = 0,15Мэв испытал рассеяние на покоившемся свободном электроне, в результате чего его длина волны увеличилась на Δλ = 0,015А. Найти угол, под которым вылетел комптоновский электрон отдачи.

198. Определить энергию, массу и импульс фотона, соответствующего: а) видимому свету (λ1=0,6мкм); б) рентгеновскому излучению (λ2=0,1нм); в) -излучению (λ3=0,001нм).

199. Монохроматический свет нормально падает на дифракционную решетку с постоянной, равной 3мкм. Углы дифракции, под которыми наблюдаются два соседних максимума в поле зрения трубы гониометра, 23º30' и 36º50'. Определить энергию фотонов данного света.

200. На ядра животных и растительных клеток можно воздействовать ультрафиолетовым излучением длиной волны около 254нм, так как оно не поглощается цитоплазмой клетки. Определить частоту и энергию фотонов этого излучения.

201. Количество движения электрона, имеющего скорость 1400м/с, равно количеству движения фотона. Какой длине вол­ны соответствует этот фотон?

202. На животноводческой ферме для дезинфекции воздуха в помещении молодняка провели ультрафиолетовое облучение посредством ртутно-кварцевой лампы. Интенсивность облуче­ния J = 6Вт/м2, длина волны λ=254нм. Подсчитать число п фотонов, пролетающих через площадку (перпендикулярную лучам) 1м2 за 1с.

203. Интенсивность монохроматического излучения, соответствующая плотности потока 1014 фотонов за 1с через площадку 1м2 (перпендикулярную направлению потока), равна 3·10-2Дж/м2·с. Определить частоту этого излучения.

204. Человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому свету (λ=0,55мкм), для которого порог чувствительности глаза соответствует 80 фотонам, падающим на сетчатку за 1с. Какой мощности света соответствует этот порог?

205. Мощность, рассеиваемая в виде излучения во всех на-­ правлениях лампочкой карманного фонарика, равна 1Вт; сред­няя длина волны излучения 1мкм. Сколько фотонов проходит за 1с через площадку 1см2, расположенную на расстоянии 10км от лампочки перпендикулярно лучам?

206. На поверхность, площадь которой 0,01м2, ежеминут­но кидает 63Дж световой энергии (в направлении, перпендику­лярном поверхности). Вычислить световое давление на эту поверхность, если она: а) полностью отражает свет; б) полностью поглощает свет.

207. Определить давление солнечного света на зачерненную пластинку, расположенную перпендикулярно солнечным лучам на верхней границе земной атмосферы. Солнечная постоянная 1,4кВт/м2, коэффициент отражения пластинки 8%.