Методические рекомендации решения задач по физике по главе « световые кванты» (стр. 5 )

Найти: v=?  v=  с/л, отсюда л=  с/v

л=?  л= 3•/  =  3•  м

Давление света.

  Максвелл на основе электромагнитной теории предположил, что свет должен оказывать давление на препятствие.

  Измерение светового давления было проведено в опытах в 1890 г. на твердых телах, а в 1907-10гг. – на газах.

С квантовой точки зрения давление света обусловлен тем, что при соударении с поверхностью каждый фотон передает свой импульс. Если пластина покрыта отражающим слоем, то импульс Р= 2; если поверхность пластины темного цвета ( поглощение фотона), то импульс = hv/с. Давление света равно суммарному импульсу, передаваемому n фотонами:  = nhv(1+p)/с = (1+p), где p-коэффициент отражения,

средняя плотность энергии волны.

щ=I/с=nhv/с - Объемная плотность энергии падающего света.

I= nhv - интенсивность света, т. е. энергия всех  n фотонов, падающих на единицу поверхности в единицу времени.

Решите и запишите.

Излучение с энергией 15 Дж освещает площадку 2 в течение 1 мин. Определите давление, производимое излучением на поверхность в случае, когда площадка: а) полностью поглощает лучи; б) полностью их отражает.

Дано:  Решение:

E=15 Дж  а) при полном поглощении p=0, тогда  Р= /с=E/Stс

S=2 =2•    Р= 15/ 2••3••60= 4,2•Па

  t=1 мин=60 с  б) при полном отражении p=1, тогда

  Найти: а) Р=?  Р= 2Е/ Stc

  б) Р=?  Р= 2•15/2••3••60=8,4•Па

На каждый квадратный метр черной поверхности ежесекундно падает 2,5• фотонов рентгеновского излучения с частотой 7• Гц. Какое давление создает это излучение?

  Дано:  Решение:

S= 1   т. к.поверхность черная, то p=0, тогда Р= nhv/с

t=1 с  Р= 2,5•••7•/ 3•= 38,6• Па

n=2,5•

v=7•Гц

Найти: Р=?

Приложение1.

Ученые и изобретатели.

( 1844-1906)-  австрийский физик, один из величайших физиков - теоретиков конца 19- начала 20 века, и один из основателей статистической физики и физической кинетики, иностранный член корреспондент Петербургской АН (1899). Вывел функцию распределения, названную его именем, и основное кинетическое уравнение газов. В 1872 г. дал статистическое обоснование второго начала термодинамики. В 1884 г. теоретически обосновал закон открытый  Й. Стефаном  (1879)- закон излучения. ( Закон Стефана - Больцмана). Основной темой научных исследований Л. Больцмана была молекулярно-кинетическая теория.

Бор Нильс Хенрик Дэвид (1885-1962)- датский физик, который в 1913г. выдвинул  новую теорию, изменившую представление людей о строении атома. Создал первую квантовую теорию атома и затем принял самое активное участие в разработке основ квантовой механики. Он внес большой вклад в теорию атомного ядра и ядерной реакции, развил теорию деления атомных ядер, в процессе которого выделяется огромная энергия. В Копенгагене Бор создал большую интернациональную школу физиков и многое сделал для развития сотрудничества между физиками всего мира. Бор активно участвовал в борьбе против атомной угрозы человечеству.

Вин Вильгельм ( 1864-1928)- немецкий физик,. За 30 летний исследовательский период ыполнил широкий круг научных работ в разных академических институтах. Исследования асаются теории теплового излучения, оптики, термодинамики, гидродинамики морских волн и циклонов, изучение электрических разрядов в газах, радиационной физики. В 1893 г. В. Вин исследует излучение абсолютно черного тела, используя для этого теоретические выкладки на базе законов термодинамики. Он распространил понятие  температуры и энтропии на тепловое излучение, доказал, что максимум измерений в спектре абсолютно черного тела с увеличением температуры смещается в бок коротких волн ( закон сдвига Вина). В 1895 г. вместе с О. Люммером развили идею Г. Кирхгофа об абсолютно черном теле, открыл закон распределения энергии в спектре черно тела ( закон излучения Вина).В 1922 г. В. Вин был награжден  Нобелевской премией « за открытие в области законов теплового излучения».

Кеплер Иоган ( 1571-1630)  - немецкий астроном, рассчитавший орбиты, по которым движутся планеты в Солнечной системе. Он первым установил, что планеты движутся по орбитам, имеющим форму эллипса.

( 1866-1912)- русский физик.  В 1900 г. впервые измеривший давление света на твердые тела и газы. Эти работы Лебедева количественно подтвердили теорию Максвелла. Стремясь найти новые экспериментальные доказательства электромагнитной теории света, Лебедев получил электромагнитные волны миллиметровой длины и исследовал все их свойства. Лебедев создал первую в России физическую школу.

Максвелл Джеймс Клерк ( 1831-1879)-  шотландский ученый, чья теория электромагнитного излучения предсказала существование радиоволн, Он первым  в мире установил, что свет представляет собой один из видов электромагнитного излучения.

Ньютон Исаак ( 1642-1727)- английский ученый, открывший законы движения тел, закон всемирного тяготения и создавший множество математических теорий. Он открыл, что свет состоит из всех цветов спектра, изобрел рефлекторный телескоп. Ньютон считается одним из оригинальных мыслителей. Его имя носит единица силы – ньютон.

Планк Макс (1858-1947)- немецкий физик-теоретик, прибрел известность после объяснения  в 1900 г. спектра « абсолютно черного тела». В 1906г. вывел уравнение релятивистской динамики, получив выражение для энергии и импульса электрона. Заложил основу развития квантовой физики. В 1918 г. М. Планк был удостоен Нобелевской премии по физике.

Резерфорд Эрнест( 1871-1937) –английский физик, уроженец Новой Зеландии. Своими экспериментальными открытиями Резерфорд заложил основы современного учения о строении атома и радиоактивности,  первым в мире  открыл существование атомного ядра и его структуру(  в центре атомов находится ядра, а вокруг вращаются электроны). Впервые осуществил искусственное превращение атомных ядер.

Рентген Вильгельм  Конрад ( 1845-1923) – немецкий физик, открыл лучи названные его именем.

Эксперименты и исследования с использованием рентгеновских лучей помогли получить новые сведения о строении вещества, которые вместе с другими открытиями того времени заставили пересмотреть целый ряд положений классической физики. В 1901г. стал первым в истории физики лауреатом Нобелевской премии. Рентген способствовал быстрому распространению практического применения своего открытия в медицине. Конструкция созданной им первой рентгеновской трубки для получения рентгеновских лучей сохранилась в основных чертах до настоящего времени.

Стефан Йозеф (1835-1893)- австрийский физик и математик. Известен своими работами по различным областям физики - кинетической теории газов, теории теплового излучения, оптике, акустике, электромагнетизму и т. д. В 1879 г. путем измерения теплоотдачи платиновой проволоки при различных температурах установил пропорциональность излучаемой энергии четвертой степени абсолютной температуры. Используя эту закономерность, впервые дал достоверную оценку температуры поверхности Солнца - около 6000 градусов

( 1839-1896) – русский физик. Исследование  фотоэффекта доставило Столетову мировую известность. Он показал также возможность применения фотоэффекта на практике. Он является инициатором создания физического института при Московском университете.

Эйнштейн Альберт ( 1879-1955)- немецкий физик., великий физик ХХ века. Им создано новое учение о пространстве и времени - специальная теория относительности. Обобщая эту теорию на случай неинерциальных систем отсчета, он построил общую теорию относительности, представляющую собой современную теорию тяготения. Эйнштейн впервые ввел представление о частицах света - фотонах. Работа Эйнштейна по теории броуновского движения привела к окончательной победе молекулярно-кинетической теории строении вещества.

  СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.

Казахбаев Д и др. Физика и астрономия – 9. «Мектеп» 2005г.

и др. Физика -11. «Мектеп» 2007г.

, , Физика. Сборник задач - 11.(Естественно-математического направления). «Мектеп»2006г.

, изика -11. Москва « Просвещение»2010г.

Физика. Справочные материалы. Москва « Просвещение» 1991г.

, и др. Пособие по физике для поступающих в Вузы.  Минск «Вышэйшая школа» 1968г.

изика в экзаменационных вопросах и ответах. Москва «Айрис» 2002г.

, , Задачи по физике для профильной школы. Москва « Илекса» 2010г.