Основы физики и биофизики (стр. 9 )

2.  Основные фотометрические величины. Кривая видности.

3.  Интерференция света и способы ее наблюдения. Опыт Юнга. Условия интерференционных максимумов и минимумов. Интерференция в тонких пленках. Просветление оптики.

4.  Дифракция света. Дифракционная решетка. Формула дифракционной решетки. Определение длины волны дифракционной решеткой. Рассеяние света в мутных средах. Закон Рэлея.

5.  Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстора. Двойное лучепреломление. Вращение плоскости поляризации оптически активным веществом. Поляриметры, сахариметры и их применение.

6.  Дисперсия. Спектры и их типы. Спектральный анализ.

7.  Поглощение света. Закон Бугера. Закон Бера. Физико-химическое и физиологическое воздействие света.

8.  Естественные и искусственные источники света. Биологическое значение солнечного света. Ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, их свойства, биологическое воздействие и применение в с-х. производстве.

9.  Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Применение теплового излучения в лечебных целях. Тепловое излучение животных и человека.

10.  Фотоэффект. Виды фотоэффекта. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Фотоэлементы и их применение.

11.  Строение атома. Планетарная модель атома. Теория Бора.

12.  Строение ядра атома. Изотопы. Ядерные силы. Дефект массы и энергия связи атомных ядер.

Основные законы и формулы

Наименование величин или физический закон

Формула

Закон преломления света Абсолютный показатель преломления Предельный угол при полном внутреннем отражении Условия интерференционных максимумов Формула дифракционной решетки Угол максимальной поляризации при отражении (закон Брюстера) Угол поворота плоскости поляризации оптически активным веществом Закон Стефана-Больцмана Энергетическая светимость серого тела Закон Вина Энергия кванта Формула Эйнштейна для фотоэффекта Красная граница фотоэффекта Закон поглощения света (закон Бугера ) Энергия кванта (закон Планка) Дефект массы ядра Энергия связи ядра

где с-скорость света в вакууме, υ – скорость света в среде где интенсивность света до и после поглощения слоем вещества толщиной d, к - коэффициент поглощения.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1

Определить концентрацию С сахарного раствора, если при про­хождении света через трубку с этим раствором длиной l = 20 см плоскость поля­ризации света поворачивается на угол =10°. Удельное вращение сахара в рас­творе [а] =0,6 град/(дм . проц.).

Решение.

Концентрацию раствора определим из формулы

(1)

выражающей угол поворота плоскости поляризации.

Из этой' формулы получим

. (2)

Выпишем числовые значения и вычислим =10°; [a] = 0,6) град/(дм . проц.); l =20 см =2 дм;

.

Задача № 2

Максимум энергии излучения абсолютно черного тела при неко­торой температуре приходится на длину волны = 1 мкм. Вычислить излучательную способность (энергетическую светимость) R тела при этой температуре и энергию W, излучаемую с площади S = 300 см2 поверхности тела за время t =1 мин. Оп­ределить также массу, соответствующую этой энергии.

Решение.

Излучательная способность абсолютно черного тела определяется по фор­муле закона Стефана — Больцмана:

, (1)

где - постоянная Стефана — Больцмана; Т — абсолютная температура тела. Абсолютную температуру определим из закона смещения Вина:

откуда

, (2)

где - длина волны, на которую приходится максимум излучения при темпе­ратуре Т; - постоянная Вина.

Подставив выражение для Т из (2) в (1), получим

. (3)

Выпишем числовые значения в СИ: = 5,67 .10-8 Вт/(м2. К4); b=2,8 . 10-3м . К; =1 мкм=10-вм.

3,95 . 10 6 Вт/м2 = 3,95 МВт/м2

Задача № 3

При прохождении через кювету с окрашенным раствором лекарственного вещества интенсивность света уменьшилась на 18%. Определить показатель поглощения раствора.

Решение:

d= 8 cм=0,08 м

----------------------------------

В соответствии с законом Бугера интенсивность света, прошедшего через слой вещества толщиной d, уменьшается по экспоненциальному закону:

J1 = J0 e-kd,

где к- показатель поглощения вещества.

Отсюда . Логарифмируя, получим:

. Отсюда .

По условии. задачи Преобразуя, получим:

Задача № 4

Определить кинетическую энергию Т и скорость фотоэлектро­нов при облучении натрия лучами длиной волны = 400 нм, если красная грани­ца (порог) фотоэффекта для натрия =600 нм.

Решение.

Кинетическую энергию фотоэлектронов определим из формулы Эйнштейна для фотоэффекта

(1)

где h - постоянная Планка; - частота света;

А - работа выхода электрона;

- кинетическая энергия фотоэлектронов; m - масса электрона; - скорость фотоэлектрона. Из формулы (1) следует

(2)

Частоту света определим по формуле

, (3)

где с - скорость света; - длина волны падающего света.