Сборник задач по курсу физики учебно-методическое пособие по дисциплине



страница17/43
Дата14.06.2022
Размер4,31 Mb.
#186004
ТипСборник задач
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   43
Связанные:
физика

2.7. Волновая и квантовая оптика


Пример 1. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом с длиной волны = 600 нм. Расстояние между отверстиями d = 1 мм, расстояние от отверстий до экрана l = 3 м. Найти положение на экране четырех первых светлых полос.
Решение. В опыте Юнга наблюдается явление интерференции света, которое выражается в его ослаблении или усилении. Так как по условию задачи выполняется одно из условий интерференции: ld, то можно воспользоваться формулой для нахождения координат максимумов интенсивности света
,
где k = 0,1,2,3,...
Все параметры формулы заданы условием задачи. Проведем расчеты при различных значениях k:
(светлая, самая яркая полоса напротив отверстия);


;
 3,610-3 м =
=  3,6 мм;


мм.

Светлые полосы располагаются симметрично отно-сительно центральной полосы (k = 0).


Пример 2. На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки. Чему должна быть равна постоянная дифракционной решетки d, чтобы в направлении совпадали максимумы двух линий: нм и нм?
Решение. При прохождении света через дифракционную решетку максимум будет наблюдаться при условии
,

где k - порядок дифракционного максимума.


Знаки "" указывают, что максимумы симметричны относительно нулевого (k = 0, ).
Из условий задачи следует, что


,

или . Отсюда =656,3/410,2=1,6.


Так как числа k1 и k2 должны быть обязательно целыми, то полученному отношению удовлетворяют значения k1 = 5 и k2 = 8. Тогда


м.


Пример 3. Длина волны, на которую приходится максимум энергии в спектре излучения абсолютно черного тела, равна мкм. Определить энергетическую светимость RT тела.


Решение. По закону Стефана – Больцмана энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени термодинамической температуры и рассчитывается по формуле


, (1)

где - постоянная Стефана-Больцмана;


T - термодинамическая температура.
Температуру T можно выразить, используя закон смещения Вина:
, (2)

где м/К - постоянная Вина.


Используя формулы (1) и (2), получаем
.

Произведем вычисления:




Вт/м2.


Пример 4. Определить максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности серебра ультрафиолетовым излучением с длиной волны нм.
Решение. Максимальную скорость фотоэлектронов можно определить из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта
, (1)

где h - постоянная Планка;


с - скорость света в вакууме;
А - работа выхода электронов, определяемая по таблице (табл. 6 приложения);
m - масса покоя электрона.

Отсюда
. (2)


Подстановка значений констант и значений вели-чин, заданных в условии задачи, в формулу (2) дает




=

= 1,08106 м/с.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   43




База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница