Физика - Поурочные планы к учебникам Мякишева Г. Я. и Касьянова В. А. 11 класс
Решение задач - Урок 7 - Световые кванты - Квантовая физика
Цель: отработка навыков решения задач.
Ход урока
I. Организационный момент
II. Повторение
- Что представляет собой фотон?
- Перечислите основные свойства фотона.
- Напишите формулу энергии фотона, зная частоту колебаний света или длину волны.
- Как определить массу и импульс фотона?
- Как направлен импульс фотона?
III. Решение задач
1. Мощность монохроматического источника света Р = 132 Вт. За время τ = 2 с источник испускает N = 8 · 1020 световых квантов. Найдите длину волны λ излучения. Постоянная Планка h= 6,6 · 10-34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 108 м/с.
(Ответ: 
).
2. Рубиновый лазер за время τ = 2 · 10-3 с излучает N = 2 · 1019 квантов на длине волны λ = 690 нм. Найдите мощность Р лазера. Постоянная Планка h = 6,6 · 10-34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 108 м/с.
(Ответ: 
).
3. Источник света излучает ежесекундно n = 1019 фотонов на длине волны λ = 500 нм. Какую мощность Р потребляет этот источник, если в световую энергию переходит η = 10% потребляемой энергии? Постоянная Планка h = 6,6 · 10-34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 108 м/с.
(Ответ: 
).
4. Химический лазер создает инфракрасный луч мощностью Р = 36 мВт. Один квант излучения имеет энергию ЕI = 7,2 · 10-20 Дж и импульс РI = 2,4 · 10-28 кг·м/с. Найдите величину Fсилы, действующей на такой лазер в процессе работы со стороны излучения.
(Ответ: 
).
5. Мощность точечного монохроматического источника света Р = 10 Вт на длине волны λ = 0,5 мкм. На каком максимальном расстоянии г этот источник будет замечен человеком, если глаз надежно регистрирует n = 60 фотонов в секунду? Диаметр зрачка d = 4 мм. Постоянная Планка h = 6,6 · 10-34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 108 м/с.
(Ответ: 
).
6. Пучок лазерного излучения мощностью Р = 100 Вт падает нормально на непрозрачную пластинку. Пластинка поглощает η = 50% падающей энергии, а остальную, зеркальную, - отражает. Найдите величину F силы давления света на пластинку. Энергия F фотона связана с величиной р его импульса соотношением Е = р · с. Здесь с = 3 · 108 м/с - скорость света в вакууме.
(Ответ: 
).
7. В рентгеновской трубке электроны, испускаемые нагретой проволочкой К, ускоряются электрическим полем, ударяются о мишень А и тормозятся, испуская при торможении один или несколько рентгеновских фотонов. Найдите самую короткую длину волны λmin рентгеновского излучения, если напряжение между электродами А и К равно U = 30 кВ. Постоянная Планка h = 6,6 · 10-34 Дж·с; скорость распространения электромагнитных волн в вакууме с = 3 · 108 м/с; элементарный заряд е = 1,6 · 10-19 Кл. Скорость электронов при вылете из катода считайте равной нулю.
(Ответ: 
).
Домашнее задание
Р - 1121; Р - 1125.