Показать с помощью законов сохранения что свободный электрон не может полностью поглотить фотон
Перейти к содержимому

Показать с помощью законов сохранения что свободный электрон не может полностью поглотить фотон

Показать с помощью законов сохранения что свободный электрон не может полностью поглотить фотон

Задача по физике — 8439

comment

2018-07-01
Показать с помощью законов сохранения, что свободный электрон не может полностью поглотить фотон.

Рассмотрим столкновение в системе отсчета покоящегося исходного электрона. Тогда реакция

$\gamma + e (покой) \rightarrow e$ (перемещение)

Закон сохранение импульса дает

где $\omega$ — угловая частота фотона.
Исключив $h \omega$ получим

Это дает $\beta = 0$, откуда следует $\hbar \omega = 0$.
Но фотон с нулевой энергией означает отсутствие фотона.

Решебник Иродова И.Е. (1979) — Задача 5. 281

Показать с помощью законов сохранения, что свободный электрон не может полностью поглотить фотон.

Дополнительные материалы

Для данной задачи нет дополнительных материалов

Похожие задачи

Решебник Иродова И.Е. (1979) — Задача 5. 279

Фототок, возникающий в цепи вакуумного фотоэлемента при освещении цинкового электрода электромагнитным излучением с длиной волны 262 нм, прекращается, если подключить внешнее задерживающее напряжение 1,5 В.

Показать с помощью законов сохранения что свободный электрон не может полностью поглотить фотон

В настоящий момент в базе находятся следующие задачи. Задачи, помеченные светло-зеленым цветом, можно купить. Базовая цена 30 руб. Подробней об оплате

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1-001. Доказать, что энергетическая светимость теплового излучения определяется формулой A. 1).

1-002. Тепловое излучение может быть представлено распределением энергии либо по длинам волн с максимумом при Хm, либо по частотам с максимумом при vm. Показать, что при одной и той же температуре Xm

1-003. Воспользовавшись формулой Вина, показать, что: а) наиболее вероятная частота теплового излучения а>т(^Т; б) энергетическая светимость Мх)Г4.

1-004. Показать с помощью формулы Вина, что в спектре распределения теплового излучения по длинам волн: а) наиболее вероятная длина волны ХтсчI/Г; б) максимальная спектральная плотность энергии пропорциональна Г5.

1-005. В результате расширения Вселенной после Гигантского Взрыва возникшее электромагнитное излучение начало остывать. В настоящее время это излучение (его называют реликтовым) имеет вид теплового излучения с максимумом испускательной способности при длине волны >. т=1,07мм. Какова температура этого излучения?

1-006. Начальная температура теплового излучения T=2000 К. На сколько Кельвинов изменилась эта температура, если наиболее вероятная длина волны в его спектре увеличилась на А1 = 260 нм?

1-008. Найти наиболее вероятную длину волны в спектре теплового излучения с энергетической светимостью М=5,7 Вт/см2.

1-009. Солнечный спектр достаточно близок к спектру теплового излучения с наиболее вероятной длиной волны ^», = 0,48 мкм. Найти мощность теплового излучения Солнца. Оценить время, за которое его масса уменьшится на один процент (за счет теплового излучения). Масса Солнца 2,0-1030кг, его радиус Л = 7,0-108м.

1-010. Имеются две полости l и 2 с малыми отверстиями одинакового радиуса r = 5,0 мм и абсолютно отражающими наружными поверхностями. Полости отверстиями обращены друг к другу, причем расстояние между этими отверстиями /=100 мм. В полости l поддерживают температуру ^ = 1250 К. Найти установившуюся температуру в полости 2. Иметь в виду, что абсолютно черное тело является косинусным излучателем.

1-011. Зная, что давление теплового излучения р = и/3, где и-плотность энергии излучения, найти: а) давление теплового излучения во внутренних областях Солнца, где температура Г»1,6-107К; б) температуру m полностью ионизированной водородной плазмы плотностью р = 0,10 г/см3, при которой давление теплового излучения равно кинетическому давлению частиц плазмы (при высоких температурах вещества подчиняются уравнению состояния для идеальных газов).

1-012. Медный шарик радиусом г= 10,0 мм с абсолютно черной поверхностью поместили в откачанный сосуд, температура стенок которого поддерживается близкой к абсолютному нулю. Начальная температура шарика Го = 300К. Через сколько времени его температура уменьшится в г = 1,50 раза? Удельная теплоемкость меди с=0,8Дж/(г*К)

1-013. Вин предложил следующую формулу для распределения энергии в спектре теплового излучения u=A*w^3*exp(-aw/T): где а = 7,64•10^(-12) К*-с. Найти с помощью этой формулы при T=2000 К: а) наиболее вероятную частоту излучения; б) среднюю частоту излучения.

1-014. Воспользовавшись условием предыдущей задачи, найти: а) наиболее вероятную длину волны излучения; б) среднюю длину волны излучения.

1-015. Определить число собственных поперечных колебаний струны длиной l в интервале частот (со, co+dco), если скорость распространения колебаний равна v. Считать, что колебания происходят в одной плоскости.

1-016. Найти число собственных поперечных колебаний прямоугольной мембраны площадью S в интервале частот (со, co + dco), если скорость распространения колебаний равна v.

1-017. Показать, что в полости, имеющей форму прямоугольного параллелепипеда объемом V с абсолютно отражающими стенками, число собственных колебаний электромагнитного поля в интервале частот (со, co+dco) равно с1гю = (К/я2с3)ю2ёю.

1-018. Тепловое излучение в полости можно представить как совокупность осцилляторов (собственных колебаний) с различными частотами. Полагая, что распределение осцилляторов по энергиям б подчиняется закону Больцмана (осе ^7), найти при температуре m среднюю энергию <е) осциллятора с частотой со, если энергия s каждого осциллятора может иметь: а) любые значения (непрерывный спектр); б) только дискретные значения nhсо, где n - целое число.

1-019. Показать, что при высокой температуре (&Г:»Лсо) выражение для средней энергии осциллятора (см. пункт б ответа предыдущей задачи) переходит в классическое. Изобразить примерный график зависимости от со.

1-020. Получить приближенные выражения формулы Планка при hw>kT.

1-021. Преобразовать формулу Планка к виду, соответствующему распределению: а) по линейным частотам; б) по длинам волн.

1-022. Определить с помощью формулы Планка, во сколько раз возрастет спектральная интенсивность излучения с длиной волны ^ = 0,60 мкм при увеличении температуры от 7=2000 К до Г2 = 2300К.

1-023. Вычислить с помощью формулы Планка мощность излучения единицы поверхности абсолютно черного тела в интервале длин волн, отличающихся не более чем на г)=0,50% от наиболее вероятной длины волны при 7″= 2000 К.

1-024. Показать с помощью формулы Планка, что отношение со»,/Г=const, где сот — частота, соответствующая максимуму функции мю. Найти числовое значение этой константы.

1-025. Вычислить с помощью формулы Планка числовое значение постоянной b в законе смещения Вина.

1-026. Определить с помощью формулы Планка числовое значение постоянной Стефана-Больцмана.

1-027. Найти с помощью формулы Планка среднее значение частоты в спектре теплового излучения при Г=2000 К.

1-028. Определить с помощью формулы Планка температуру теплового излучения, средняя длина волны которого =2,67 мкм.

1-029. Воспользовавшись формулой Планка, найти: а) число фотонов в единице объема в спектральных интервалах (со, co+dco) и (X, X+dX); б) полное число фотонов в 1 см3 при Г=300К.

1-030. Вычислить с помощью формулы Планка при Т= 1000 К: а) наиболее вероятную энергию фотонов; б) среднюю энергию фотонов.

1-031. Показать, что число фотонов теплового излучения, падающих в единицу времени на единичную площадку стенки полости, равно пс/4, где с-скорость света, n — концентрация фотонов. Убедиться, что произведение этой величины на среднюю энергию фотона равно энергетической светимости М.

1-032. Найти плотность потока фотонов на расстоянии r = 1,0 м от точечного изотропного источника света мощностью Р=1,0Вт, если свет: а) моноэнергетический с длиной волны ^ = 0,50 мкм; б) содержит две спектральные линии с длинами волн ^!=0,70 мкм и ^2 = 0,40 мкм, интенсивности которых относятся как 1:2 соответственно.

1-033. Длины волн фотонов равны 0,50 мкм, 0,25 нм и 2,0 пм. Вычислить их импульсы в эВ/с, где с — скорость света.

1-034. При каком значении скорости электрона его импульс равен импульсу фотона с длиной волны X = 1,00 пм?

1-035. Найти длину волны фотона, импульс которого равен импульсу электрона с кинетической энергией А^=0,30МэВ.

1-036. Показать с помощью корпускулярных представлений, что импульс, переносимый в единицу времени плоским потоком электромагнитного излучения мощностью Р, не зависит от спектрального состава этого излучения. Чему он равен?

1-037. Лазер излучает в импульсе длительностью m = 0,13 мс узкий пучок света энергией Е= 10 Дж. Найти среднее за время m давление такого пучка света, если его сфокусировать в пятнышко диаметром d-10 мкм на поверхности, перпендикулярной пучку, с коэффициентом отражения р = 0,50.

1-038. Короткий импульс света энергией E=7,5 Дж падает на зеркальную пластинку с коэффициентом отражения р = 0,60. Угол падения $ = 30п. Найти импульс, переданный пластинке.

1-039. Найти с помощью корпускулярных представлений силу светового давления, которую оказывает плоский световой поток с интенсивностью /=1,0 Вт /см2 на плоскую зеркальную поверхность, если угол падения 9 = 30° и площадь освещаемой поверхности S= 10 см2.

1-040. Плоский световой поток интенсивностью /(Вт/см2) освещает одну половину шара с зеркальной поверхностью. Радиус шара R. Найти с помощью корпускулярных представлений силу светового давления, испытываемую шаром.

1-041. Световой поток интенсивностью /(Вт/см ) падает нормально на плоскую абсолютно матовую поверхность. Площадь освещаемой поверхности S, коэффициент отражения- единица. Найти с помощью корпускулярных представлений силу светового давления.

1-042. Над центром круглой абсолютно зеркальной пластинки радиусом R находится точечный источник света мощностью Р. Расстояние между источником и пластинкой /. Найти с помощью корпускулярных представлений силу светового давления, которую испытывает пластинка.

1-043. Фотон испущен с поверхности звезды, масса которой М и радиус R. Считая, что фотон обладает массой с присущими ей гравитационными свойствами, найти относительное уменьшение его энергии на большом расстоянии от звезды. Вычислить гравитационное смещение длины волны ДХ/Х излучения, испускаемого с поверхности: а) Солнца, у которого М = 2,0-1030кг и Л = 7,0-108м; б) нейтронной звезды, масса которой равна массе Солнца, а средняя плотность превышает солнечную в 1,0-1014 раз.

1-044. Найти длину волны коротковолновой границы сплошного рентгеновского спектра, если известно, что после увеличения напряжения на рентгеновской трубке в ц = 2,0 раза эта длина волны изменилась на Д^ = 50пм.

1-045. Определить напряжение на рентгеновской трубке, если известно, что зеркальное отражение узкого пучка ее излучения от естественной грани монокристалла NaCl наблюдается при уменьшении угла скольжения вплоть до а = 4,1°. Соответствующее межплоскостное расстояние l=281 пм.

1-046. Вычислить скорость электронов, подлетающих к антикатоду рентгеновской трубки, если длина волны коротковолновой границы сплошного рентгеновского спектра ^мин=15,7пм.

1-047. В сплошном рентгеновском спектре интенсивность l излучения с длиной волны >. = 50 пм зависит следующим образом от напряжения U на рентгеновской трубке: и, I, кВ отн ед 29 9,0 28 6,0 27 3,5 26 1,7 Вычислить с помощью соответствующего графика постоянную Планка й.

1-048. Найти наиболее вероятную длину волны тормозного рентгеновского излучения со спектральным распределением /га = ^(сомакс -со), где А — постоянная, сомакс — граничная частота спектра. Напряжение на трубке G=31 кВ.

1-049. Вычислить с помощью таблиц приложения: а) длины волн красной границы фотоэффекта для цезия и платины; б) максимальные скорости фотоэлектронов, освобождаемых с поверхности цинка, серебра и никеля электромагнитным излучением с длиной волны 270 нм.

1-050. Найти работу выхода с поверхности некоторого металла, если при поочередном освещении его электромагнитным излучением с длинами волн Хх =0,35 мкм и ^2 = 0,54 мкм максимальные скорости фотоэлектронов отличаются в г) = 2,0 раза.

1-051. Медный шарик, отдаленный от других тел, облучают электромагнитным излучением с длиной волны ^ = 200 нм. До какого максимального потенциала зарядится шарик?

1-052. При некотором максимальном значении задерживающей разности потенциалов фототок с поверхности лития, освещаемой электромагнитным излучением с длиной волны ~к0, прекращается. Изменив длину волны излучения в n = 1,5 раза, установили, что для прекращения фототока необходимо увеличить задерживающую разность потенциалов в г) = 2,0 раза. Вычислить Хо.

1-053. Найти максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вырываемых с поверхности лития электромагнитным излучением, напряженность электрической составляющей которого меняется по закону ? f=a(l+cosco?)cosco0?, где а — постоянная, ю = 6,0 • 1014 с~ юо = 3,60-1015 с .

1-054. Электромагнитное излучение с длиной волны X = 50 нм вырывает с поверхности титана фотоэлектроны, которые попадают в однородное магнитное поле с индукцией 5=15 Гс, параллельное поверхности данного металла. Найти максимальный радиус кривизны рмакс фотоэлектронов, которые вылетают перпендикулярно магнитному полю.

1-055. Ток, возникающий в цепи вакуумного фотоэлемента при освещении цинкового электрода электромагнитным излучением с длиной волны 262 нм, прекращается, когда внешняя задерживающая разность потенциалов достигает значения U0 = 1,5В. Определить значение и полярность внешней контактной разности потенциалов данного фотоэлемента. (Ответ и решение. Несколько вариантов)

1-056. Никелевый шарик, играющий роль внутреннего электрода сферического вакуумного фотоэлемента, освещают моноэнергетическим электромагнитным излучением различных длин волн. Полученные графики зависимости фототока от подаваемого напряжения U показаны на рис. Найти с помощью этих графиков соответствующие длины волн.

1-057. Красная граница при двухфотонном фотоэффекте на некотором катоде равна ^О = 580нм. Найти максимальную кинетическую энергию электронов, вылетающих из этого катода при трехфотонном фотоэффекте на длине волны ^ = 650 нм.

1-058. Фотон с длиной волны Х-П, 0пм вырывает из покоящегося атома электрон, энергия связи которого ?=69,3 кэВ. Найти импульс, переданный атому в результате этого процесса, если электрон вылетел под прямым углом к направлению налетающего фотона.

1-059. Воспользовавшись законами сохранения, показать, что свободный электрон не может поглотить фотон.

1-060. Объяснить следующие особенности эффекта Комптона: а) необходимость использовать достаточно коротковолновое рентгеновское излучение для проверки формулы комптоновского смещения; б) независимость величины смещения от рода вещества; в) наличие несмещенной компоненты в рассеянном излучении; г) увеличение интенсивности смещенной компоненты рассеянного излучения с уменьшением атомного номера вещества, а также с ростом угла рассеяния; д) уширение обеих компонент рассеянного излучения.

1-061. Узкий пучок рентгеновского излучения с длиной волны X падает на рассеивающее вещество. Найти l если длины волн смещенных составляющих излучения, рассеянного под углами 01=60° и 02 = 120°, отличаются друг от друга в n=2,0 раза.

1-062. Фотон с длиной волны ^ = 3,64 пм рассеялся на покоившемся свободном электроне так, что кинетическая энергия электрона отдачи составила г) = 25% от энергии нелетевшего фотона. Найти: а) комптоновское смещение длины волны рассеянного фотона; б) угол 0, под которым рассеялся фотон.

1-063. Фотон с энергией /г go рассеялся под углом 0 на покоившемся свободном электроне. Определить угол ср, под которым вылетел электрон отдачи (по отношению к направлению налетевшего фотона).

1-064. Найти, под какими углами ср к направлению падающих фотонов могут отлетать комптоновские электроны с импульсом р.

1-065. Фотон с энергией йсо = 0,46 МэВ рассеялся под углом 9=120° на покоившемся свободном электроне. Найти: а) энергию рассеянного фотона; б) энергию, переданную электрону.

1-066. Фотон с импульсом р = 60 кэВ/с (с-скорость света), испытав комптоновское рассеяние под углом 9 = 120° на покоившемся свободном электроне, вырвал затем из атома молибдена электрон, энергия связи которого ? св = 20,0 кэВ. Найти кинетическую энергию фотоэлектрона.

1-067. При облучении вещества рентгеновским излучением с длиной волны «к обнаружено, что максимальная кинетическая энергия комптоновских электронов ^»3^ = 0,44 МэВ. Определить А..

1-068. На рис. показан идеализированный энергетический спектр электронов, вылетающих из образца одного из легких элементов при облучении его жестким моноэнергетическим рентгеновским излучением

1-069. Фотон испытал рассеяние на покоившемся свободном электроне. Найти импульс налетавшего фотона, если энергия рассеянного фотона равна кинетической энергии электрона отдачи при угле 90° между направлениями их разлета.

1-070. В результате столкновения фотона с покоившимся свободным электроном углы, под которыми рассеялся фотон и отлетел электрон отдачи, оказались одинаковыми и угол между направлениями их разлета 0=100°. Найти длину волны налетавшего фотона.

1-071. Найти энергию налетающего фотона, если известно, что при рассеянии под углом 0 = 60 на покоящемся свободном электроне последний приобрел кинетическую энергию Я=450кэВ.

1-072. Фотон с энергией йсо= 1,00 МэВ рассеялся на покоившемся свободном электроне. Найти кинетическую энергию электрона отдачи, если в результате рассеяния длина волны фотона изменилась на г| = 25%.

1-073. Фотон с энергией, превышающей энергию покоя электрона в г| = 1,5 раза, испытал лобовое столкновение с покоившемся свободным электроном, который находится в однородном магнитном поле. В результате электрон отдачи стал двигаться по окружности радиусом R = 2,9 см. Найти индукцию В магнитного поля.

1-074. Фотон с энергией йсо испытал столкновение с электроном, который двигался ему навстречу. В результате столкновения направление движения фотона изменилось на противоположное, а его энергия оказалась прежней. Найти скорость электрона до и после столкновения.

1-075. Фотон с длиной волны А = 4,2 пм испытал лобовое столкновение с электроном, двигавшимся ему навстречу со скоростью v. Найти v, если после столкновения фотон движется в обратном направлении с той же длиной волны.

1-076. Фотон с энергией s испытал лобовое столкновение с электроном, двигавшимся ему навстречу с кинетической энергией К. Найти энергию фотона после столкновения, если он движется в обратном направлении, при условии, что К^>тс2, где m — масса электрона.

1-077. При столкновении с релятивистским электроном фотон рассеялся на угол 9 = 60°, а электрон остановился. Найти: а) комптоновское смещение длины волны рассеянного фотона; б) кинетическую энергию электрона до столкновения, если энергия налетающего фотона составляет ц = 1,0 от энергии покоя электрона.

1-078. Возбужденный атом, двигавшийся с нерелятивистской скоростью v, испустил фотон под углом 9 к первоначальному направлению своего движения. Найти с помощью законов сохранения относительное смещение частоты фотона, обусловленное отдачей атома.

1-079. Заряженная частица, равномерно движущаяся в среде с показателем преломления п, излучает свет, если ее скорость v превышает фазовую скорость света с в этой среде (эффект Вавилова — Черенкова). Показать с помощью законов сохранения, что угол, под которым происходит испускание света, определяется выражением cos 9 = с /v. Иметь в виду, что импульс фотона в среде равен йсо/с .

1-080. Вычислить пороговую кинетическую энергию электрона и протона, при которой возникает излучение Вавилова — Черенкова в среде с показателем преломления и =1,60.

1-081. Найти кинетическую энергию электронов, которые, проходя среду с показателем преломления «=1,50, излучают свет под углом 0 = 30° к направлению своего движения.

1-082. На какое минимальное расстояние приблизится ос- частица с кинетической энергией К=40 кэВ (при лобовом соударении): а) к покоящемуся ядру атома свинца; б) к первоначально покоящемуся ядру 7Li.

1-083. Вывести с помощью законов сохранения формулу A. 7).

1-084. Альфа-частица с импульсом 53 МэВ/с (с — скорость света) рассеялась под углом 60° в кулоновском поле неподвижного ядра атома урана. Найти прицельный параметр.

1-085. Альфа-частица с кинетической энергией К налетает с прицельным параметром 90 фм на покоящееся ядро атома свинца. Найти: а) модуль приращения вектора импульса рассеянной ос- частицы, если К=2, b МэВ; б) при каком значении К модуль приращения вектора импульса рассеянной а-частицы будет максимальным для данного прицельного параметра. Каков при этом угол рассеяния?

1-086. Найти минимальное расстояние, на которое протон с кинетической энергией АГ=0,87 МэВ приблизится к покоящемуся ядру атома ртути при рассеянии на угол 9 = 90°. Сравнить это расстояние с соответствующим значением при- цельного параметра.

1-087. Получить из формулы A. 7) выражение для относительного числа а-частиц, рассеянных в интервале углов (9, 9 + d9) и соответствующего дифференциального сечения ядра.

1-088. Узкий пучок протонов с кинетической энергией Л^=100кэВ падает нормально на золотую фольгу толщиной paf=l, 0 мг/см2. Протоны, рассеянные под углом 9 = 60°, регистрирует счетчик, круглое входное отверстие которого имеет площадь 5=1,0 см , отстоит от рассеивающего участка фольги на расстояние /=10 см и ориентировано перпендикулярно падающим на него протонам. Какая доля рассеянных протонов попадает в отверстие счетчика?

1-089. Вычислить сечение ядра атома золота, отвечающее рассеянию протонов с кинетической энергией К= 1,20 МэВ в интервале углов от 9 = 60 до 180°.

1-090. Альфа-частицы с кинетической энергией К= 1,70 МэВ рассеиваются кулоновским полем ядер атомов свинца. Определить дифференциальные сечения этих ядер da/d9 и da/dQ, отвечающие рассеянию на угол 9 = 90°.

1-091. Дифференциальное сечение рассеяния а-частиц кулоновским полем неподвижного ядра da/dQ = 7,0-10 2 см2/ср для угла 90 = 30°. Вычислить сечение рассеяния а-частиц в интервале углов 9>90.

1-092. Найти вероятность того, что а-частица с кинетической энергией АГ= 3,0 МэВ при прохождении свинцовой фольги толщиной 1,5 мкм рассеется в интервале углов: а) 59-61°; б) 60-90°.

1-093. Узкий пучок а-частиц с кинетической энергией т^=1,00 МэВ падает нормально на золотую фольгу толщиной дЦ= 1,0 мкм. Поток частиц 7=3,6-104 с~1. Найти число а-частиц, рассеянных фольгой в течение m = 2,0 мин под углами: а) в интервале 59-61°; б) превышающими 90 = 60°.

1-094. Найти в условдял-дреяыдутцей-задачи число а-частиц, рассеиваемых фольгой ейсесйлундйЬК faoa углами, меньшими0o=10°. Предполагается, что формула Резерфорда вблизи этого значения угла 90 еще справедлива.

1-095. Узкий пучок протонов с кинетической энергией К- 1,0 МэВ падает нормально на латунную фольгу толщиной pd= 1,5 мг/см . Найти относительное число протонов, рассеивающихся на углы свыше 90 = 30°, если массовое отношение меди и цинка в фольге равно соответственно 7:3.

1-096. Узкий пучок моиоэнергетических а-частиц падает нормально на свинцовую фольгу толщиной 2,2 мг/см2. При этом г) = 1,6-10~3 — часть первоначального потока, рассеивающегося под углами Э>20°. Найти дифференциальное сечение da/dQ ядра свинца, отвечающее углу рассеяния Эо = 60°.

1-097. Оценить время, за которое электрон, движущийся вокруг ядра атома водорода по орбите радиусом 0,5-10~8 см, упал бы на ядро, если бы он терял энергию на излучение в соответствии с классической теорией: где а-ускорение электрона, е — его заряд, с — скорость света, 8# = 1 (СГС) или 1/4ле0 (СИ). Для простоты считать, что в любой момент падения электрон движется равномерно по окружности соответствующего радиуса.

1-098. На рис. показана вольт-амперная характеристика, полученная в опытах Франка и Герца по изучению неупругих столкновений электронов с атомами паров ртути. Найти с помощью этого графика первый потенциал возбуждения атома ртути и длину волны излучения; испускаемого парами ртути.

1-099. Частица массы m движется по круговой орбите в центрально-симметричном потенциальном поле U=xr2/2. Найти с помощью боровского условия квантования разрешенные радиусы орбит и уровни энергии частицы.

1-100. Определить для водородоподобного иона радиус n-й боровской орбиты и скорость электрона на ней. Вычислить эти величины для первой боровской орбиты атома водорода и ионов Не+ и Li .

1-101. Найти для водородоподобных ионов кинетическую энергию К электрона и его энергию связи Еев в основном состоянии, а также потенциал ионизации ср;. Вычислить эти величины для атома водороДа и ионов Не+ и Li+ +.

1-102. Определить первый потенциал возбуждения (Dj и длину волны резонансной линии (головной линии серии -Лаймана) для атома водорода и ионов Не+ и Li + + . (Ответ и решение. Несколько вариантов)

1-103. На сколько электронвольт надо увеличить внутреннюю энергию иона Не + , находящегося в основном состоянии, чтобы он смог испустить фотон, соответствующий головной линии серии Бальмера?

1-104. Показать, что частота со фотона, соответствующая переходу электрона между соседними орбитами водородоподобных ионов, удовлетворяет неравенству со»>со>сои+1, где сои и со» +1 — частоты обращения электрона на этих орбитах. Убедиться, что а>-хо» при и-юо.

1-105. В спектре некоторых водородоподобных ионов известны длины волн трех линий, принадлежащих одной и той же серии: 99,2, 108,5 и 121,5 нм. Какие спектральные линии можно предсказать с помощью этих линий?

1-106. Вычислить длину волны X спектральной линии атомарного водорода, частота которой равна разности частот следующих двух линий серии Лаймана: l1 = 102,60 нм и l2 = 97,27 нм. Какой серии принадлежит данная линия?

1-107. Вычислить для атомарного водорода: а) длины волн первых трех спектральных линий серии Бальмера; б) минимальную разрешающую способность Х/бХ спектрального прибора, при которой можно разрешить первые iV= 20 линий серии Бальмера.

1-108. Атомарный водород возбуждают на и-й энергетический уровень. Определить: а) длины волн испускаемых линий, если и = 4; к каким сериям принадлежат эти линии? б) сколько линий испускает водород, если n = 10?

1-109. Какие линии содержит спектр поглощения атомарного водорода в диапазоне длин волн от 96,0 до 130,0 нм?

1-110. Определить квантовое число и возбужденного состояния атома водорода, если известно, что при переходе b основное состояние атом излучил: а) фотон с длиной волны ^ = 97,25 нм; б) два фотона, с ^ = 656,3 нм и ^2 = 121,6нм.

1-111. У какого водородоподобного иона разность длин волн головных линий серии Бальмера и Лаймана равна 59,3 нм? (Ответ и решение. Несколько вариантов)

1-112. В спектре некоторых водородоподобных ионов дли- на волны третьей линии серии Бальмера равна 108,5 нм. Найти энергию связи электрона в основном состоянии этих ионов. (Ответ и решение. Несколько вариантов)

1-113. Энергия связи электрона в атоме гелия равна ? 0 = 24,6эВ. Найти энергию, необходимую для удаления обоих электронов из этого атома.

1-114. Вычислить скорость электронов, вырываемых электромагнитным излучением с длиной волны А. = 18,0 нм из ионов Не + , находящихся в основном состоянии.

1-115. С какой минимальной скоростью должен двигаться атом водорода, чтобы в результате неупругого лобового соударения с другим, покоящимся атомом водорода, один из них испустил фотон? До соударения оба атома находились в основном состоянии.

1-116. Атом водорода, двигавшийся со скоростью уо = 3,26 м/с, испустил фотон, соответствующий переходу из первого возбужденного состояния в основное. Найти угол

1-117. Определить скорость, которую приобрел покоившийся атом водорода в результате излучения фотона при переходе из первого возбужденного состояния в основное. На сколько процентов отличается энергия испущенного фотона от энергии данного перехода?

1-118. При наблюдении излучения пучка возбужденных атомов водорода под углом 9 = 45° к направлению их движения длина волны резонансной линии оказалась смещенной на ДА. = 0,20 нм. Найти скорость атомов водорода.

1-119. С какой минимальной скоростью должны сближаться ион Не+ и атом водорода, чтобы испущенный ионом Не + фотон, соответствующий головной линии серии Бальмера, смог возбудить атом водорода из основного состояния? Использовать точную формулу доплеровского эффекта.

1-120. Согласно постулату Бора — Зоммерфельда, при пери- одическом движении частицы в потенциальном поле должно выполняться следующее правило квантования: jpdq = 2nhn, где q и р — обобщенные координата и импульс, n — целые числа. Найти с помощью этого правила разрешенные значения энергии Е частицы массы т, которая движется: а) в одномерной прямоугольной потенциальной яме шириной l с бесконечно высокими стенками; б) по окружности радиуса г; в) в одномерном потенциальном поле U=w. x2/2, где х — положител

1-121. Учитывая движение ядра атома водорода и боровцсое условие квантования, найти: а) возможные расстояния между электроном и ядром; б) энергию связи электрона; в) на сколько процентов отличается энергия связи и постоянная Ридберга, полученные без учета движения ядра, от ¦ соответствующих уточненных значений этих величин. (Ответ и решение. Несколько вариантов)

1-122. Вычислить отношение массы протона к массе электрона, если известно, что отношение постоянных Ридберга для тяжелого и легкого водорода г) = 1,000272, а отношение масс ядер » = 2,00.

1-123. Найти для атомов легкого и тяжелого водорода разность: а) энергий связи электронов в основных состояниях; б) первых потенциалов возбуждения; в) длин волн резонансных линий.

1-124. Вычислить для мезоатома водорода (в нем вместо электрона движется мезон, имеющий тот же заряд, но массу в 207 раз большую): а) расстояние между мезоном и ядром в основном состоянии; б) длину волны резонансной линии; в) энергии связи основных состояний мезоатомов водорода, ядра которых протон и дейтрон.

1-125. Найти для позитрония (система из электрона и позитрона, вращающаяся вокруг ее центра масс): а) расстояние между частицами в основном состоянии; б) потенциал ионизации и первый потенциал возбуждения; в) постоянную Ридберга и длину волны резонансной линии.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Задача FIZMATBANK.RU

Earth curvature of space2 curvature of space1

Описание задачи >Тема: Квантовая физика / Световые кванты. Фотоэффект. Эффект Комптона.

Показать с помощью законов сохранения, что свободный электрон не может полностью поглотить фотон.
Решение
Подробное решение
Стоимость: 10 руб.
Вы не авторизованы.
Как получить решение указано тут

Сборники задач

Иродов И.Е., 2010

Чертов, 2009

Белолипецкий С.Н., Еркович О.С., 2005

Волькенштейн В.С., 2008

Трофимова Т.И., 2008

Черноуцан А.И., 2009

Гурьев Л.Г., Кортнев А.В. и др., 1972

Коллектив авторов, 2013

Иродов И.Е., 1979

Гольдфарб Н.И., 1982

Статистика решений

81 898

Контакты

  • Форма связи
  • fizmatbank@ya.ru
  • Мы в WhatsApp
  • Мы в Telegram
  • © 2009-2021, fizmatbank.ru

Мы принимаем

Документы

  • Политика конфиденциальности
  • Пользовательское соглашение
  • Гарантии пользователя

Партнеры

Проверить аттестат

Для улучшения работы сайта и его взаимодействия с пользователями мы используем файлы cookie. Продолжая работу с сайтом, Вы разрешаете использование cookie-файлов. Вы всегда можете отключить файлы cookie в настройках Вашего браузера.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *