Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Тепловое излучение. Фотоэффект





№1 На рисунке показаны кривые зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при разных температурах. Если кривая 2 соответствует спектру излучения абсолютно черного тела при температуре

1450 , то кривая 1 соответствует температуре ( в ) …

 

 

Решение.

Воспользуемся законом смещения Вина для излучения абсолютно черного тела , где длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела его термодинамическая температура, постоянная Вина:

.

Так как, согласно графику, , то

 

 

№2

Установите соответствие между приведенными характеристиками теплового равновесного излучения и характером их зависимости от частоты температуры.

1.Спектральная плотность энергии в спектре излучения абсолютно черного тела,согласно формуле Рэлея-Джинса,сувеличением частоты …

2. Спектральная плотность энергии в спектре излучения абсолютно черного тела,согласно формуле Планка,с увеличением частоты…

3.Энергетическая светимость абсолютно черного тела с увеличением температуры…

4.Длина волны,на которую приходится максимум спектральной плотности энергии в спектре излучения абсолютно черного тела,с увеличением температуры…

Варианты ответа:( укажите соответствие для каждого нумерованного элемента задания)

Стремится к 0

Возрастает пропорционально

Возрастает пропорционально

Неограниченно возрастает

Убывает пропорционально

 

Решение:

1.Последовательная классическая теория для спектральной плотности энергии излучения абсолютно черного тела приводит к формуле Рэлея-Джинса.При этом используется теорема класической физики о равнораспределении энергии системы по степеням свободы и электромагнитная теория света,которая позволяет подсчитать число степеней свободы,приходящихся на единицу объема области,занятой равновесным монохроматическим тепловым излучением.Поскольку,согласно классической теории,это число степеней свободы пропорционально третьей степени частоты и не зависит от температуры,спектральная плотность энергии равновесного теплового излучения должна неограниченно возрастать при увеличении частоты.Этот результат П.Эренфест образно назвал ультрафиолетовой катастрофой.2.Формула Планка дает распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела,согласующееся с экспериментом на всех частотах,т.е во всем спектре,и дает,таким образом, исчерпывающее описание равновесного теплового излучения.Согласно формуле Планка,с ростом частоты убывает число степеней свободы,приходящихся на единицу объема,и ультрафиолетовая катастрофа не возникает.3.Согласно закону Стефана-Больцмана,энергетическя светимость абсолютно черного тела с увеличением температуры возрастает пропорционально .Из формулы Планка,интегрируя по всем длинам волн или частотам ,можно получить энергетическую светимость абсолютно черного тела,т.е закон Стефана-Больцмана,и выражение постоянной Стефана-Больцмана через универсальные физические константы.4.Согласно закону смещения Вина,длина волны,на которую приходится максимум спектральной плотности энергии в спектре излучения абсолютно черного тела,с увеличением температуры убывает пропорционально .



Эффект Комптона. Световое давление.

 

№1

Давление света на поверхности при энергетической освещенности составило 0,5 мкПа. Коэффициент отражения этой поверхности в процентах равен …

Решение.

Применяем формулу для давления света , где энергетическая освещенность поверхности, т.е. энергия, падающая на единицу площади поверхности за единицу времени. Отсюда коэффициент отражения Вычисляя, находим

№2

Свет,падая перпендикулярно,на абсолютно черную поверхность оказывает такое же давление,как и на зеркальную.Угол падения (отсчитывая от нормали)на зеркальную поверность составляет…

Решение:

Давление на зеркальную поверхность в 2 раза больше ,чем на абсолютно черную поверхность.От зеркальной поверхности фотоны отражаются.Каждый отраженный фотон передает поверхности удвоенную величину нормальной составляющей импульса(импульс фотона при отражении меняет направление на противоположное).Абсолютно черная поверхность фотоны поглощает ,и каждый поглощенный фотон передает поверхности величину нормальной составляющей своего импульса.Луч света падает на зеркальную поверхность под углом .Импульс фотона направлен вдоль луча.На поверхность будет оказывать давление только нормальная составляющая импульса

. Тогда для давления можно записать следующее равенство:P=2Pcos ,откуда cos Если свет падает на зеркальную поверхность под углом ,то он оказывает такое же давление ,как и на черную ,падая перпендикулярно.

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.