Сборник задач по физике (стр. 35 )

5.53. Угол поворота плоскости поляризации желтого света натрия при прохождении через трубку с раствором сахара . Длина трубки см. удельное вращение сахара []=66,5 . Определить концентрацию С сахара в растворе.

5.54. Определить энергию и массу фотонов, соответствующих красной ( мкм) и фиолетовой ( мкм) границам видимого спектра.

5.55. Определить массу и импульс фотона, принадлежащему рентгеновскому излучению с частотой Гц.

5.56. Определить длину волны, соответствующую фотону, масса которого равна массе покоящего электрона.

5.57. Мощность светового потока (нм), падающего нормально на поверхность площадью S1=1,0 дм2, равна W =100 Вт. Сколько фотонов падает ежесекундно на S2 =1,0 cм2 этой поверхности?

5.58. Солнечные лучи в течение года приносят на Землю Дж энергии. На сколько изменилась бы масса Земли за 100 лет, если бы она эту энергию не излучала в пространство?

5.59. На какую длину волны приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости чернозема при температуре t=370C?

5.60. Максимум излучательности энергии с поверхности поля соответствует длине волны мкм. Определить температуру поверхности поля, принимая его за черное тело.

5.61. При какой температуре излучательность (энергетическая светимость) почвы равна 256 Вт/м2? Считать почву черным телом.

5.62. Вычислить энергию, излучаемую с поверхности S=1 м2 пахотного поля при температуре почвы t=270C за время мин.

5.63. Температура воды в пруду равна 130С, а поросшего травой берега 230С. Какие длины волн соответствуют максимальной энергии излучения пруда и травы?

5.64. Какой длины волны соответствует максимум излучения поверхности пахотной земли при ее температуре t=270 C?

5.65. Максимум энергии излучения песчаной почвы приходится на длину волны мкм. На какую длину волны он сместится, если температура почвы изменится на

5.66. Солнечные лучи приносят в минуту на поверхность S= 1м2  почвы энергию W=41,9 кДж. Какой должна быть температура почвы, чтобы она излучала такую же энергию обратно в мировое пространство?

5.67. Сколько энергии излучается в пространство за 10 ч с площади S=1 га пахотной земли, имеющей температуру t= 270 C? Считать почву черным телом.

5.68. Считая Солнце черным телом, определить температуру его поверхности, если длина волны, на которую приходится максимум энергии излучения, мкм.

5.69. На животноводческой ферме для дезинфекции воздуха в помещении молодняка провели ультрафиолетовое облучение. Интенсивность облучения Вт/м2, длина волны нм. Сколько фотонов пролетело через площадку S=1 м2 за 1 с? Площадка перпендикулярна лучам.

5.70. На животные и растительные клетки можно воздействовать ультрафиолетовым излучением длиной волны нм. Определить частоту и энергию фотона этого излучения.

5.71. Для дезинфекции воздуха в инкубаторском помещении применяют излучение с длиной волны нм. Интенсивность излучения J=6 Вт/м2. Сколько фотонов прошло через перпендикулярную площадку S=1 м2 за t=10 мин работы излучателя?

5.72. Лазерной установкой в течение t=10 мин облучаются семена огурцов. Длина волны излучаемого света нм, интенсивность излучения J=250 Вт/м2. Сколько фотонов попало на семя площадью 4 мм2?

5.73. Работа выхода электронов из натрия А=2,27 эВ. Найти красную границу фотоэффекта для натрия.

5.74. Какой должна быть длина волны ультрафиолетового излучения, падающего на поверхность металла, если скорость фотоэлектронов км/с. Работой выхода пренебречь.

5.75. Работа выхода электронов с поверхности цезия А=1,89 эВ. Определить кинетическую энергию фотоэлектронов, если металл освещен желтым светом с длиной волны нм.

5.76. На металл падает свет длиной волны нм. Определить максимальную скорость фотоэлектронов. Работой выхода пренебречь.

5.77. Вычислить кинетическую энергию фотоэлектрона, вылетевшего из натрия при облучении его светом длиной волны нм. Работа выхода электрона из натрия А=2,27эВ.

5.78. Произойдет ли фотоэффект при освещении металла светом длиной волны нм? Работа выхода электрона, вылетающего из металла А=2 эВ.

5.79. С какой максимальной скоростью будут вылетать электроны из цинка, если его облучать ультрафиолетовым светом (нм)?

5.80. Какой частоты свет следует направить на поверхность лития, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была равна 2500 км/с?

5.81. Каким светом облучали цезий, если для прекращения эмиссии электронов потребовалось приложить задерживающую разность потенциалов 1,75 В?

5.82. Какую задерживающую разность потенциалов надо приложить к фотоэлементу, чтобы «остановить» электроны, испускаемые вольфрамом под действием ультрафиолетовых лучей длиной волны 130 нм?

6. Физика атома и атомного ядра

Основные законы и формулы

       1.Согласно первому постулату Бора, движение электрона вокруг ядра возможно только по определенным орбитам, радиусы которых удовлетворяют соотношению:

,

где – масса электрона; – его скорость на k-й орбите; r – радиус этой орбиты; h – постоянная Планка; k – любое целое число (квантовое число).

2.По второму постулату Бора, частота излучения, соответствующая переходу электрона с одной орбиты на другую, определяется формулой:

,

где k и n – номера орбит (n>k), и – соответствующие им значения энергии электрона.

3.Формула, позволяющая найти длины волн , соответствующие линиям  спектра водорода, имеет вид:

,

где R – постоянная Ридберга (); m определяет серию (m=1,2,3….); n определяет отдельные линии, соответствующие серии (n=m+1,m+2,…): m=1 (серия Лаймана), m=2 (серия Бальмера), m=3 (серия Пашена) и т. д.

4.Атомное ядро состоит из нуклонов: протонов и нейтронов. Число нуклонов в ядре называется массовым числом А. Число  протонов в ядре обозначается Z и оно равно порядковому номеру элемента в Периодической таблице Менделеева, а также заряду ядра, выраженному в единицах элементарного заряда (заряда электрона). Следовательно, число нейтронов в ядре N = A-Z.

Атомы одного и того же элемента могут иметь разное число нейтронов в ядре. Такие атомы называются изотопами данного элемента.

5.Масса ядра меньше массы нейтрального атома на массу электронов, входящих в состав электронной оболочки атома:

,

где – масса электрона.

6.Дефектом массы ядра называется разность между суммой свободных протонов и нейтронов и массой ядра:

,

где – масса свободного (вне ядра) протона; – масса свободного нейтрона.

7.Энергия связи ядра определяется работой, которую необходимо совершить для того, чтобы разделить ядро атома на отдельные нуклоны и удалить их друг от друга за пределы действия ядерных сил, без сообщения им кинетической энергии. Энергия связи ядра в джоулях выражается соотношением: