Перегляд квантова оптика (е

16.2. приклади розв'язання задач

Завдання 16.2.1. Поверхня металу освітлюється світлом з довжиною хвилі l = 350 нм. При деякому затримує потенціал фототок стає рівним нулю. При зміні довжини хвилі на 50 нм затримує різниця потенціалів довелося збільшити на 0,59 В. Вважаючи постійну Планка і швидкість світла відомими, визначте заряд електрона.

Якщо при зміні довжини хвилі світла, що викликає фототок, довелося збільшити замикає потенціал, значить довжина хвилі зменшилася.

З огляду на це і беручи до уваги, що, запишемо рівняння Ейнштейна для обох ситуацій

Віднімаючи з (28) (27), отримаємо

Завдання 16.2.2. Знайдіть величину затримує потенціалу Uз для фотоелектронів, що випускаються при висвітленні калію світлом, довжина хвилі якого l = 3300 # 506 ;. Робота виходу електрона з калію А = 2 еВ.

Запишемо рівняння Ейнштейна

Підставляючи співвідношення (30) і (31) в (20), отримаємо

Завдання 16.2.3. Світловий потік, що складається з n = 5 × 104 фотонів світла, що володіють енергією, що відповідає довжині хвилі l = 300 нм, падає на фоточутливий шар, чутливість якого

К = 4,5 мА / Вт. Знайдіть кількість фотоелектронів, які звільняються таким імпульсом світла.

Чутливість фотоелемента - це величина фотоструму, викликаного світловим потоком одиничної потужності.

К =, Р - потужність. (33)

Оскільки фотоефект - процес безінерційний, то час опромінення фотокатода світлом і час протікання струму один і той же.

Енергія, яку переносять n квантів визначається співвідношенням

Потужність, передана цим імпульсом світла фотокатоду, дорівнює

де t - час опромінення.

Заряд, стерпний N електронами, вирваними імпульсом світла з катода,

q = Ne (е - заряд електрона). (36)

Цей заряд створює фотострум

Підставивши (35) і (37) в (33), отримаємо

Завдання 16.2.4. Пучок монохроматичного світла з довжиною хвилі

l = 663 нм падає нормально на дзеркальну плоску поверхнею.

Потік випромінювання Ф = 0,6 Вт. Визначте: 1) силу тиску F. випробовувану цією поверхнею; 2) число фотонів щосекунди падаючих на поверхню.

1. Сила світлового тиску дорівнює добутку світлового тиску Р на площу поверхні S

Підставивши (40) в (39), отримаємо

де Ф = I × S -поток випромінювання. Обчислюючи з урахуванням, що R = 1 отримаємо

2. Твір енергії одного фотона на число фотонів n, щомиті падаючих на поверхню, також дорівнює потоку випромінювання

Ф = Е × n. А так як енергія фотона Е =, то

Завдання 16.2.5. В результаті ефекту Комптона фотон при зіткненні з електроном був розсіяний на кут q = 90о. Енергія розсіяного фотона Е2 = 0,4 МеВ. Визначте енергію фотона Е1 до розсіювання.

Для визначення енергії первинного фотона скористаємося формулою Комптона

Dl = 2 × q, (42)

Підставами (43) в (42) і перетворимо праву частину, помноживши і розділивши її на c

де Ео = mo × c2 = 0,511 МеВ - енергія спокою електрона.

Завдання 16.2.5. Довжина хвилі рентгенівського випромінювання, що падає на речовину з вільними електронами, lо = 0,003 нм. Яку енергію набуває Комптонівське електрон віддачі при розсіянні фотона під кутом 60 градусів?

Енергія електрона з закону збереження енергії визначається як різниця між енергіями падаючого і відлітає фотонів

За формулою Комптона

Підставляючи (47) в (48), отримаємо

Читати: Анотація
Читати: Тема 15. теплове випромінювання
Читати: 15.1. основні поняття і співвідношення
Читати: 15.2. Контрольні питання
Читати: 15.3. приклади розв'язання задач
Читати: Тема 16. фотоефект. тиск света.еффект Комптона
Читати: 16.1.основние поняття і співвідношення
Читати: 16.2. приклади розв'язання задач

| Зміст