Задачи для самостоятельного решения

2.9. Рентгеновская трубка, работающая при напряжении 66 кВ и силе тока 15 мА, излучает ежесекундно К)¹⁶ фотонов. Считая длину волны излучения равной 10 ¹⁰ м, определите КПД (в процентах) установки.

Ответ: ц = 2%.

2.10. Во сколько раз энергия фотона, обладающего импульсом 810 ² кгм/с, больше кинетической энергии электрона, полученной им при прохождении разности потенциалов 5 В?

Ответ: E_KjE_Ke = 3.

2.11. Лазер излучает в импульсе 2−10¹⁹ световых квантов с длиной 6,6* 10 ^ см. Чему равна мощность вспышки лазера, если ее длительность 2 мс?

Ответ: iV=3000 Вт.

2.12.^{Солнечная} батарея космической станции площадью 50 м² ориентирована перпендикулярно направлению на Солнце. Она отражает половину падающего на нее солнечного излучения. Чему равна сила давления (в мкН) излучения на батарею, если мощность излучения, падающего на 1 м² поверхности, равна 1,4 кВт?

Ответ: F=350 мкН.

2.13. Пары некоторого металла в разрядной трубке начинают излучать при напряжении на электродах 9,9 В. Во сколько раз длина волны возникающего излучения меньше одного микрометра?

Ответ: XIX = 8.

2.14. При облучении литиевого фотокатода светом с длиной волны 300 нм из него выбиваются электроны, которые, пройдя ускоряющую разность потенциалов 5 В, попадают в мишень. Определите импульс, передаваемый мишени одним электроном, если работа выхода электрона из лития 2,3 эВ. Ответ представьте в единицах СИ.

Ответ: /7 = 1410 ^ъ кг-мс"¹.

2.15. Если поочередно освещать поверхность некоторого металла светом с длинами волн 350 и 540 нм, то максимальные скорости фотоэлектронов будут отличаться в два раза. Определите работу выхода электрона из этого металла. Ответ представьте в элсктронвольтах и округлите до сотых.

Ответ: Л_вых = 1,88 эВ.

2.16. *Квант света, соответствующий длине волны 5−10 ⁷ м, вырывает с поверхности металла фотоэлектрон, который описывает в однородном магнитном поле с индукцией КГ³ Тл окружность радиусом 1 мм. Найдите работу выхода электронов из металла. Ответ представьте в электронвольтах.

Ответ: Л_вых = 2, 4 эВ.

2.17. Чему равно задерживающее напряжение для фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла светом с энергией фотонов 7,8*10^-19Дж, если работа выхода из этого металла 3−10 ¹⁹ Дж? Заряд электрона 1,6*10 ¹⁹ Кл.

Ответ: С/₃= 3 В.

2.18. Работа выхода электронов из некоторого металла 5,2*10 ¹⁹ Дж. На металл падают фотоны с импульсом 2,4*10^_2/ кг-м/с. Во сколько раз максимальный импульс электронов, вылетающих с поверхности металла при фотоэффекте, больше импульса падающих фотонов?

Ответ: pjp$ = 250.

2.19. *На уединенный медный шарик падает монохроматический свет, длина волны которого А, = 0,1665 мкм. До какого максимального потенциала зарядится шарик, если работа выхода электронов из меди Л_Вых = 4,5 эВ?

Ответ: U_max ⁼ 2,97 В.

2.20. Какова доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектронов, если красная граница фотоэффекта Х_Кр ⁼ 450 нм и максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона равна 1 эВ?

Ответ: Еф/А_вых = 0,73.

2.21. Найдите постоянную Планка, если фотоэлектроны, вырываемые с поверхности некоторого металла электромагнитным излучением с частотой Vj = 1,2−10¹⁵ Гц, задерживаются потенциалом 3,1 В, а вырываемые электромагнитным излучением с длиной волны Л.2 = 125 нм — потенциалом 8,1 В.

Ответ: h = 6,6* 1 (Г³⁴ Дж с.

2.22. Монохроматическое излучение с длиной волны к = 500 нм падает нормально на плоскую зеркальную поверхность и давит на нее с силой F=10hH. Определите число N фотонов, ежесекундно падающих на эту поверхность.

Ответ: N =3,77−10¹⁸.

2.23. Сколько энергии должно приносить световое давление на каждый квадратный миллиметр черной поверхности за секунду, чтобы световое давление на эту поверхность равнялось 1 Н/м²?

Ответ:? = 300 Дж.