Закон смещения Вина (изменение частоты и длины волны, которые соответствуют максимальной мощности излучения абсолютно черного тела)
Скачать 0.88 Mb.
|
| 5 Волновая и квантовая оптика 3 Тепловое излучение. Фотоэффект
Формула Планка для лучеиспускательной способности абсолютно черного тела:  Т – температура тела, k = 1,38.10-23 Дж/К – постоянная Больцмана,  – скорость света в вакууме,  – постоянная Планка
Закон смещения Вина (изменение частоты и длины волны, которые соответствуют максимальной мощности излучения абсолютно черного тела)  Здесь  ;  – частота волны, соответствующая максимальной мощности излучения абсолютно черного тела.
 Здесь  ;  – длина волны, соответствующая максимальной мощности излучения абсолютно черного тела.
 7. Закон Стефана-Больцмана: интегральная излучательная способность абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры
 Здесь  – постоянная Стефана-Больцмана, Т – абсолютная температура тела
Формула Эйнштейна для внешнего фотоэффекта  Здесь А – работа выхода электрона,  – постоянная Планка,  ,
  ;  ,  – максимальная скорость электрона при покидании поверхности металла.
Ф5.3.1-1
Зависимость интегральной (полной) излучательной способности  абсолютно черного тела от его температуры соответствует формуле:  , где  – постоянная Стефана-Больцмана. Если излучаемое тело не является абсолютно черным, то  , где коэффициент k<1. Значит  .
Ответ: 1 Ф5.3.2-1
Зависимость интегральной (полной) излучательной способности абсолютно черного тела от его температуры соответствует формуле: , где σ – постоянная Стефана-Больцмана. При увеличении температуры тела в 2 раза энергия его излучения увеличится в 24=16 раз.
Ответ: 3 Ф5.3.3-1
Согласно закону смещения Вина  , где νmax – частота, соответствующая максимальному значению энергетической светимости rν. Тогда  (прямо пропорциональная зависимость). Поэтому наибольшей температуре соответствует график 3, для которого νmax имеет максимальное значение.
Ответ: 2 Ф5.3.3-2
Согласно закону смещения Вина , где νmax – частота, соответствующая максимальному значению энергетической светимости rν. Тогда (прямо пропорциональная зависимость). Поэтому наименьшей температуре соответствует график 1, для которого νmax имеет минимальное значение.
Ответ: 1 Ф5.3.3-3
Согласно закону смещения Вина  , где λmax – длина волны, соответствующая максимальному значению энергетической светимости rν. Тогда  (обратно пропорциональная зависимость). Поэтому наибольшей температуре соответствует график 3, для которого λmax имеет минимальное значение.
Ответ: 1 Ф5.3.3-4
Согласно закону смещения Вина , где λmax – длина волны, соответствующая максимальному значению энергетической светимости rν. Тогда (обратно пропорциональная зависимость). Поэтому наименьшей температуре соответствует график 1, для которого λmax имеет максимальное значение.
Ответ: 1 Ф5.3.3-5
Правильный ответ 1. Ф5.3.3-6
Правильный ответ 2. Ф5.3.4-1
Согласно закону смещения Вина , где λmax – длина волны, соответствующая максимальному значению энергетической светимости rν. Тогда  . Следовательно, длина волны увеличится в 4 раза.
Ответ: 4 Ф5.3.4-2
Зависимость интегральной (полной) излучательной способности абсолютно черного тела от его температуры соответствует формуле: , где σ – постоянная Стефана-Больцмана. При уменьшении температуры тела в 2 раза энергия его излучения уменьшится в 24=16 раз.
Ответ: 1 Ф5.3.5-1
Согласно закону смещения Вина , где λmax – длина волны, соответствующая максимальному значению энергетической светимости rν. Тогда  . После подстановки численных значений физических величин, известных по условию задания  .
Ответ: 1 Ф5.3.5-2
Согласно закону смещения Вина , где λmax – длина волны, соответствующая максимальному значению энергетической светимости rν. Тогда  . После подстановки численных значений физических величин, известных по условию задания  .
Ответ: 1 Ф5.3.5-3
Согласно закону смещения Вина , где λmax – длина волны, соответствующая максимальному значению энергетической светимости rν. Тогда  . Следовательно, температура уменьшилась в 4 раза.
Ответ: 1 Ф5.3.5-4
Согласно закону смещения Вина , где λmax – длина волны, соответствующая максимальному значению энергетической светимости rν. Тогда  . Следовательно, температура увеличится в 4 раза.
Ответ: 1 Ф5.3.6-1
Фотосинтез – это процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов Электризация – явление, при котором на поверхности и в объёме диэлектриков, проводников и полупроводников возникает и накапливается свободный электрический заряд. Фотоэффект – это испускание электронов веществом под действием света. Ударная ионизация — физическое явление, при котором «горячий» электрон или «горячая» дырка, набравшие достаточно высокую кинетическую энергию в сильном электрическом поле, ионизуют кристалл и создают в нем электронно-дырочную пару. Ответ: 3 Ф5.3.7-1
Исходим из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта:  или  . Отсюда  . Кинетическая энергия электрона связана с задерживающим напряжением соотношением:  , где  – модуль заряда электрона. После подстановки получаем:  . При υ=0 имеем:  . Из графика видено:  .
Исходя из последней формулы и графика функции, делаем следующие выводы: - при одинаковой частоте задерживающее напряжение может быть различным только при различных работах выхода, что возможно только при исследовании двух различных металлов; - из формулы видно, что чем больше значение работы выхода электрона из металла, тем меньше значение задерживающего потенциала (с учетом знака); - в уравнение входит в качестве параметра значение постоянной Планка, которое можно вычислить по экспериментальным данным. Выводы:
- зависимости получены для двух различных металлов; - с помощью этих зависимостей можно определить значение постоянной Планка. Ответ: 1, 3 Ф5.3.7-2
Исходим из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта: или . Отсюда . Кинетическая энергия электрона связана с задерживающим напряжением соотношением: , где – модуль заряда электрона. После подстановки получаем: . При υ=0 имеем: . Из графика видено: . Для красной границы фотоэффекта при υ=0 ( ) имеем:
 .
Исходя из последней формулы и графика функции, делаем следующие выводы: - при одинаковой частоте задерживающее напряжение может быть различным только при различных работах выхода, что возможно только при исследовании двух различных металлов; - из формулы видно, что чем больше значение работы выхода электрона из металла, тем меньше значение задерживающего потенциала (с учетом знака); - работа выхода электрона из металла обратно пропорциональна длине волны красной границы, то есть чем больше работа выхода электрона из металла, тем меньше длина волны красной границы. Выводы:
- зависимости получены для двух различных металлов; - Ответ: 1, 2 Ф5.3.7-3
Исходим из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта: или . Отсюда . При ν=0 имеем  :  .
Исходя из последней формулы и графика функции, делаем следующие выводы: - при одинаковой частоте кинетическая энергия может быть различной только при различных работах выхода, что возможно только при исследовании двух различных металлов; - из формулы видно, что чем больше значение работы выхода электрона из металла, тем меньше значение кинетической энергии; - в уравнение входит в качестве параметра значение постоянной Планка, которое можно вычислить по экспериментальным данным. Выводы:
- зависимости получены для двух различных металлов; - с помощью этих зависимостей можно определить значение постоянной Планка. Ответ: 1, 2 Ф5.3.7-4
Исходим из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта: или . Отсюда . При ν=0 имеем : .
Исходя из последней формулы и графика функции, делаем следующие выводы: - при одинаковой частоте кинетическая энергия может быть различной только при различных работах выхода, что возможно только при исследовании двух различных металлов, на работу выхода не влияет освещенность металла; - из формулы видно, что чем больше значение работы выхода электрона из металла, тем меньше значение кинетической энергии; - в уравнение входит в качестве параметра значение постоянной Планка, которое является постоянным множителем при параметре ν, следовательно, именно постоянная Планка определяет угловой коэффициент графика функции. Выводы:
-  ;
- угол наклона зависимостей 1 и 2 одинаков. Ответ: 1, 2 Ф5.3.8-1
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта с учётом понятия запирающего напряжения:  .
При увеличении частоты света при той же работе выхода электрона и той же освещенности происходит увеличение скорости электрона, а, следовательно, и задерживающего напряжения. Сила тока насыщения при этом остается неизменной. При увеличении освещенности при той же работе выхода и той же частоте скорость электроне не меняется, и не меняется задерживающий потенциал. Увеличивается количество вырванных электронов, а ,следовательно, и увеличивается сила тока насыщения. Из графика видно, что Ответ: 1 Ф5.3.8-2
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта с учётом понятия запирающего напряжения: .
При увеличении частоты света при той же работе выхода электрона и той же освещенности происходит увеличение скорости электрона, а, следовательно, и задерживающего напряжения. Сила тока насыщения при этом остается неизменной. При увеличении освещенности при той же работе выхода и той же частоте скорость электроне не меняется, и не меняется задерживающий потенциал. Увеличивается количество вырванных электронов, а, следовательно, и увеличивается сила тока насыщения. Из графика видно, что Воспользовавшись формулой Ф5.3.8-3
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта с учётом понятия запирающего напряжения: .
При увеличении частоты света при той же работе выхода электрона и той же освещенности происходит увеличение скорости электрона, а, следовательно, и задерживающего напряжения. Сила тока насыщения при этом остается неизменной. При увеличении освещенности при той же работе выхода и той же частоте скорость электроне не меняется, и не меняется задерживающее напряжение. Увеличивается количество вырванных электронов, а, следовательно, и увеличивается сила тока насыщения. Из графика видно, что Воспользовавшись формулой Ф5.3.8-4
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта с учётом понятия запирающего напряжения: .
При увеличении частоты света при той же работе выхода электрона и той же освещенности происходит увеличение скорости электрона, а, следовательно, и задерживающего напряжения. Сила тока насыщения при этом остается неизменной. При увеличении освещенности при той же работе выхода и той же частоте скорость электроне не меняется, и не меняется задерживающее напряжение. Увеличивается количество вырванных электронов, а, следовательно, и увеличивается сила тока насыщения. Из графика видно, что Воспользовавшись формулой Ф5.3.9-1
Исходим из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта: или . Отсюда следует, что работа выхода равна взятой со знаком «минус» кинетической энергии электрона при частоте ν=0:  Отсюда следует:
 .
Ответ: 2 Ф5.3.10-1
Ф5.3.11-1
Ф5.3.11-2
Каталог: res -> fizika res -> Мкб-10-Респираторные нарушения при болезнях, классифицирущихв других рубриках res -> Программа «Ижевск здоровый город» res -> Резолюция IV съезда токсикологов россии с международным участием res -> Поиск «иван-чай» / 24. 10. 08 нашлось 2 млн страниц, 1200 картинок res -> Средства физического воспитания fizika -> 2 Молекулярная (статистическая) физика и термодинамика 3 Второе начало термодинамики. Энтропия. Циклы fizika -> Лабораторная работа №10 Определение индуктивности соленоида 1 fizika -> 1. Найти энергию фотона: 1) красного ( = 0,700 мкм); 2) зеленого ( = 0,550 мкм); 3) фиолетового ( = 0,400 мкм); 4) инфракрасного ( = 10 мкм) излучений Скачать 0.88 Mb. Поделитесь с Вашими друзьями:
|
а рисунке представлены графики зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от частоты при различных температурах. Наибольшей температуре соответствует график…
а рисунке показана кривая зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при T=6000K. Если температуру тела уменьшить в 4 раза, то длина волны, соответствующая максимуму излучения абсолютно чёрного тела …
а рисунке представлены две зависимости задерживающего напряжения U3 от частоты ν падающего света для внешнего фотоэффекта. Укажите верные утверждения.
*
, 
, значит 
.
*
, 
, значит 
.
, получим 
.
, значит 
.
.
*
, 
.
.
а графике представлена зависимость кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света. Из графика следует, что для частоты ν1 энергия падающего фотона равна …
