Поурочные разработки к учебнику Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева

Урок 105. Решение задач

Цель: отработка навыков решения задач.

I. Организационный момент

— 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 ? = 2 с источник испускает N = 8 · 10 20 световых квантов. Найдите длину волны ? излучения. Постоянная Планка h = 6,6 · 10 -34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 10 8 м/с.

2. Рубиновый лазер за время ? = 2 · 10 -3 с излучает N = 2 · 10 19 квантов на длине волны ? = 690 нм. Найдите мощность Р лазера. Постоянная Планка h = 6,6 · 10 -34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 10 8 м/с.

(Ответ: ).

3. Источник света излучает ежесекундно n = 10 19 фотонов на длине волны ? = 500 нм. Какую мощность Р потребляет этот источник, если в световую энергию переходит ? = 10% потребляемой энергии? Постоянная Планка h = 6,6 · 10 -34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 10 8 м/с.

4. Химический лазер создает инфракрасный луч мощностью Р = 36 мВт. Один квант излучения имеет энергию Е I = 7,2 · 10 -20 Дж и импульс Р I = 2,4 · 10 -28 кг·м/с. Найдите величину F силы, действующей на такой лазер в процессе работы со стороны излучения.

5. Мощность точечного монохроматического источника света Р = 10 Вт на длине волны ? = 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 · 10 8 м/с.

6. Пучок лазерного излучения мощностью Р = 100 Вт падает нормально на непрозрачную пластинку. Пластинка поглощает ? = 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 · 10 8 м/с — скорость света в вакууме.

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 ? min 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 · 10 8 м/с; элементарный заряд е = 1,6 · 10 -19 Кл. Скорость электронов при вылете из катода считайте равной нулю.

www.compendium.su

Согласно теории относительности энергия всегда может быть вычислена как , Отсюда — масса фотона.Законы сохранения энергии и импульса для системы фотон — электрон Для вычисления энергии используют формулу Планка. Eф h hc/ — энергия фотона, Дж (Джоуль) pE/c h/c h/Задача 57. Определить энергию фотонов, соответствующих наиболее длинным (760нм) и наиболее коротким (380 нм) волнам видимой части спектра. Радиостанция работает на волне длинной 3 м . Вычислить энергию одного фотона этого излучения и число фотонов, испускаемых за секунду , если мощность 10 Вт. Энергия фотона: Где h — постоянная Планка, v — частота, c — скорость света, — длина волны. В правой же стороне равенства (3,2) стоит энергия одного фотона.глубокий физический смысл, чем функция координатного представления: она дает возможность вычислить вероятности различных значений импульса и поляризации фотона, находящегося в заданном n — частота свободного кванта (фотона) как функция времени tОпределив энергию фотона в данный момент, мы можем вычислить для этого момента все его параметры на основе принципов классической физики (подтверждая тем самым пророчество Дирака о статусе в Энергия фотона вычисляется также по формуле.Вычислим энергию фотона ультрафиолетового излучения по формуле (2): , или . Темы кодификатора ЕГЭ: фотоны, энергия фотона, импульс фотона.Фотоны обладают энергией и импульсом и могут обмениваться ими с частицами вещества (скажем, с электронами или атомами). Нарисуйте график зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света. Как с помощью такого графика определить постоянную Планка? Фотон ( ) — является элементарной частицей, квантом электромагнитного излучения. 5) Энергия фотона пропорциональна частоте соответствующего электромагнитного излучения (формула Планка). 6) Энергия фотона может быть выражена через длину волны Исходя из электродинамики, чтобы найти электромагнитную энергию фотонаИными словами, расстояние до этих галактик, вычисленное по методу «стандартных свеч», оказывается больше расстояния, вычисленного на основании ранее установленного значения параметра Хаббла. Импульс фотона можно выразить через энергию: (2.5).

Формулы (2.4, 2.5) связывают волновые характеристики (частоту или длину волны) с характеристикамиИзмеряя с помощью детектора (Д) энергию рассеянных под различными углами фотонов, можно определить их длину волны. , 3. Вычислим энергию -фотона Энергия фотона много больше работы выхода, поэтому можно принять, что кинетическая энергия электрона равна энергии фотона. 732. Определите в эВ энергию фотона, соответствующую самой длинноволновой линии серии Бальмера.R постоянная Ридберга,R 1,097737107 м-1.

Определим энергию фотона. Приравняем энергию фотона к энергии, сосредотачиваемой на условной электрической емкости. , (1.1). где Джс постоянная Планка, — частота фотона, с скоростьИндуктивность фотона можно вычислить по формуле (1.3) с использованием соотношения (1.6). Гн. (1.11). КВАНТОВАЯ ФИЗИКА 1. Вычислить энергию фотона, если известно, что в среде с показателем преломления 1,4 его длина волны равна 589 нм.Какова длина волны таких фотонов Как соотносится их энергия с энергией простой углерод-углеродной связи Могут ли При этом представилось даже возможным, вычислить модуль энергии суммарного электро-статического взаимодействия из реакции образованияОднако, часть электростатических структур попутно преобразуется в световые фотоны, как например при горении. Квантовая оптика — Энергия фотона: E — энергия , h — постоянная планка , c — скорость света , — длина волны.Известно, что: E h c . Вычислить E. Главная Глоссарий Математические вычисления и доказательства.В химии и оптической инженерии, фотоны известно обозначение h, где h — постоянная Планка и (греческая буква ню) — частота фотонов (произведение этих двух величин есть энергия фотона). Энергия фотона — это энергия элементарной частицы (фотона), квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная существовать только двигаясь со скоростью света. Соотношение Е к позволяет вычислить энергию фотона зеленого света.Какова длина волны таких фотонов Как соотносится их энергия с энергией простой углерод-углеродной связи Могут ли радиоволны вызывать химические реакции [c.381]. Как определить энергию фотона Как определить кинетическую и потенциальную энергию Вычислить наиболее вероятную дебройлевскую длину Энергия фотона при этом остается неизменной и может быть вычислена в рамках классической электромагнитной теории.Скомпоновав оба уравнения, можно рассчитать массу Фотон, подобно частицам, обладает определенной порцией энергии hn.Давление света в яркий солнечный день имеет величину порядка 106 Па. Попробуем вычислить световое давление теоретически. Энергия молекулы газа вычисляется как энергия фотона при данной температуре e hc/y.В старых учебниках приведена формула для вычисления давления света равного энергии поделённой на площадь, время, скорость света. По формуле энергии фотона Еhc / лямбда лямбда-длина волны (м) , h- постоянная Планка 6,6310 (-34) Дж с. ,с-скорость света 3108м/c. только одну характеристику фотона — его энергию h. Помимо энергии, фотон обла-дает также массой и импульсом (количеством движения). Формула для массы фотона может быть непосредственно выведена из формулы. Не за что). я не совсем правильно сначала перевел энергию в эВ, сейчас исправил. я думаю мне джоулей хватит).Вычислите статистический момент данной фигуры относительно оси Ох. h 30 cm, b120cm, c10cm. Ответь. 4. Определить длину волны K и энергию K фотона K-линии рентгеновского спектра, излучаемого вольфрамом при бомбардировке его быстрыми электронами. 5. Вычислить длину волны и энергию фотона, принадлежащего K-линии в спектре характеристического Условие задачи: Определить энергию фотонов, соответствующих наиболее длинным ( 760 нм) и наиболее коротким ( 380 нм) волнам видимой части спектра. Фотон (от др.-греч. , род. пад. , «свет») — элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная существовать в вакууме только двигаясь со скоростью света. 6. Рассчитайте по формуле (3.3) энергию фотона для каждого измерения. 7. Вычислите доверительную погрешность по алгоритму прямых многократных измерений (считая значения энергии фотона невоспроизводимыми косвенными измерениями). Результат предыдущего умножения поделите на вычисленную ранее энергию, выраженную в джоулях, и получится длина волны в метрах.В поле Value to convert введите энергию фотона, выраженную в электронвольтах. постоянная Планка, w2pv — круговая частота. 2.Импульс фотона: Энергия релятивистской частицы. фотона m0, поэтому импульс фотона pЕ/chv/ch/.Таким образом, вычисленная ранее работа выхода. АВЫХ. 3.3 1.6. Энергия фотона Eh (1), где h6.610-34 Джс постоянная Планка, c/ частота колебаний.Определить импульс электрона на уровне Ферми некоторого гипотетическог. Энергия фотона e0hn. Его масса находится из закона взаимосвязи массы и энергии (см. (40.8)): (205.1). Фотон — элементарная частица, которая всегда (в любой среде!) движется со скоростью света с и имеет массу покоя, равную нулю. Определите длину волны света, которым освещается поверхность металла, если фотоэлектроны имеют кинетическую энергию Wk 4,5 1020 Дж, а работа выхода электрона из металла равна А 7,6 1019 Дж. . Определите длину волны фотона. Волков Гена. 19.05.17.Рассчитать энергию связи ядра атома Бериллия, если масса ядра Бериллия 8,00531 а.е.м. — энергия Е отдельного фотона зависит от частоты света (формула Планка). — масса и импульс фотона. Полезное соотношение: — длина волны света, период и частота. E — энергия кванта (фотона). Фотоны как квазичастицы света обладают не только энергией , но и массой. Массу фотона можно определить с помощью выражения для энергии микрочастицы в релятивистской механике: . Следовательно, масса фотона. Задача о фотоне. Страница 3. Энергия фотона может быть выражена через длину волны : Когда фотон взаимодействует «один на один» с электроном, электрон забирает всю энергию фотона, которого с этого мгновения больше не существует. Энергия фотона зависит от частоты , а следовательно, и от длины световой волны D 0,05 Решение: 15 Iл I0. — ? Интенсивность люминесценции можно вычислить по формуле . Вычислим, где k — постоянная Больцмана, k 1,38 1023 Дж/К T — искомая температура газа.

Энергия фотона с определенной длиной волны представляет собой отношение. Вопросы после параграфа 89 (Физика 11 класс): 1. Как определить энергию, массу и импульс фотона, зная частоту световой волны? 2. Что понимается под словами корпускулярно-волновой дуализм? Фотон (от др.-греч. , род. пад. , «свет») — элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная существовать в вакууме только двигаясь со скоростью света. При этом вся энергия фотона передается электрону, а фотон перестает существовать. Т.к. электроны удерживаются в металле силами притяжения, для выбивания электрона с поверхности металла требуется минимальная энергия A Так как энергия фотона обратно пропорциональна длине волны, фотоны с высокой энергией, например, фотоны синего света, имеют длину волны меньше, чем фотоны красного света с более низкой энергией. Думаю, даже школьникам известно, что фотоны, как и все электромагнитные волны, состоят из электрических и магнитных потоков, поэтому, чтобы вычислить энергию фотонов, надо всего лишь посчитать энергию этих потоков. Согласно теории относительности энергия всегда может быть вычислена как , Отсюда — масса фотона.Законы сохранения энергии и импульса для системы фотон — электрон: где m0c2 — энергия неподвижного электрона hv — энергия фотона до столкновения hv — энергия фотона При помощи компьютера с установленным плагином Flash Player вычислить длину волны по энергии кванта можно в автоматическом режиме.В поле Value to convert введите энергию фотона, выраженную в электронвольтах.

fashiontattoo.tk

Кванты. Гипотеза Планка. Энергия и импульс фотонов.

КВАНТ СВЕТА (фотон) – порция энергии электромагнитного излучения, элементарная частица, являющаяся порцией электромагнитного излучения, переносчик электромагнитного взаимодействия. Термин, используемый для описания света как потока нейтральных частиц, проявляющих и волновые свойства в ряде экспериментов.

ФОТОН – это элементарная частица, являющаяся квантом электромагнитного излучения (в узком смысле – света). Является истинно нейтральной частицей (т. е. не обладает никакими зарядами). Распространяется всегда с фундаментальной скоростью, равной 3?108 метра в секунду.

КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ – это универсальное свойство природы, заключающееся в том, что в поведении микрообъектов проявляются и корпускулярные, и волновые черты. Было установлено, что свет для объяснения закономерностей фотоэффекта приходится считать потоком частиц, а для электронов и протонов можно наблюдать интерференцию и дифракцию.

Поскольку у фотона нет массы покоя, то он не подчиняется законам Ньютона. В частности, его нельзя ни ускорить, ни замедлить и никакие силы на него не действуют.

Е — энергия фотона (Дж); h — постоянная Планка 6,63 . 10-34 Дж . с; ? — частота света (Гц).

р – импульс фотона (кг . м/с); h – постоянная Планка 6,63 . 10-34 Дж. с; ? — частота света (Гц); с – скорость света в вакууме (м/с); ? – длина волны (м).

Масса фотона.

Задача №1. Найти энергию фотона для света частотой 1015 Гц.

Задача №2. Найти энергию фотона рентгеновского излучения с длиной волны 10-12 м. Ответ выразить в пикоджоулях (пДж).

Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать § 15.2 (п.1,2). Решить задачу: № 000. Каков импульс фотона ультрафиолетового излучения с длиной волны 100 нм?

Тепловое излучение. Чёрное тело. Спектральные классы звёзд.

Представьте себе большой черный ящик с зеркальной внутренней поверхностью, в одной из стенок которого проделана маленькая дырочка. Луч света, проникающий в ящик через микроскопическое отверстие, навсегда остается внутри, бесконечно отражаясь от стенок.

Объект, не отражающий света, а полностью поглощающий его, выглядит черным, поэтому его и принято называть черным телом. Среди тел Солнечной системы свойствами абсолютно чёрного тела в наибольшей степени обладает Солнце. — чем выше волновая частота лучей, тем больше их накапливается внутри черного тела. -чем выше частота волны, тем большую энергию она несет и, соответственно, тем больше ее сохраняется внутри черного тела. По совокупности два этих заключения привели к немыслимому результату: энергия излучения внутри черного тела должна быть бесконечной! Эта злая насмешка над законами классической физики была окрещена ультрафиолетовой катастрофой, поскольку высокочастотное излучение лежит в ультрафиолетовой части спектра. Порядок удалось восстановить немецкому физику Максу Планку. Он показал, что проблема снимается, если допустить, что атомы могут поглощать и излучать свет только порциями и только на определенных частотах. обобщил эту идею, введя понятие фотонов — строго определенных порций светового излучения. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ – это электромагнитное излучение, возникающее за счет внутренней энергии испускающего его вещества. ЧЁРНАЯ ДЫРА – это область пространства, в которой существует настолько сильное гравитационное поле, что даже свет не может покинуть эту область и уйти в бесконечность. Спектральные классы звёзд.

Задача №1. Чему равна энергия фотона красного света, имеющего в вакууме длину волны 0,72 мкм? Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать § 18.1, 18.2. Решить задачу:№ 000 () Какой массой обладает фотон с длиной волны см?

Внешний фотоэффект. Законы Столетова. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Фотоэффектом называют вырывание электронов из вещества под действием света.

1-й закон ( Закон Столетова): количество электронов, выбиваемых светом заданной длины волны с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально интенсивности света;

2-й закон: максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности;

3-й закон: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т. е. такая минимальная частота света (или максимальная длина волны), при которой еще возможен фотоэффект, и если частота света меньше этого критического значения, то фотоэффекта уже не происходит.

Формула Эйнштейна для фотоэффекта.

h — постоянная Планка; ? — частота (Гц); Авых — работа выхода электронов (Дж); m- масса электрона (кг); — скорость электрона (м/с).

Красная граница (порог) фотоэффекта.

Задача №1. Найдите работу выхода электрона из металла, если фотоэффект начинается при частоте падающего светаГц.

Задача №2. Длина волны, соответствующая красной границе (порогу) фотоэффекта для бромистого серебра, равна 0,6 мкм. Определите работу выхода электронов из бромистого серебра.

Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать § 15.1. Решить задачу: № 000. Найти красную границу фотоэффекта для калия.

Внутренний фотоэффект. Применение фотоэффекта в технике.

Внутренний фотоэффект, при котором, в отличие от внешнего, оптически возбужденные электроны остаются внутри освещенного тела, не нарушая нейтральности последнего. При этом в веществе изменяется концентрация носителей заряда или их подвижность, что приводит к изменению электрических свойств вещества под действием падающего на него света.

Внутренний фотоэффект присущ только полупроводникам и диэлектрикам.

С помощью фотоэффекта «заговорило» кино и стала возможной передача движущихся изображений (телевидение).

Применение фотоэлектронных приборов позволило создать станки, которые без всякого участия человека изготавливают детали по заданным чертежам.

Основанные на фотоэффекте приборы вовремя включают и выключают маяки и уличное освещение, и т. п.

Автомат в метро выдвигает перегородку при пересечении светового пучка, если предварительно не опущен жетон.

На заводах фотоэлементы мгновенно останавливают пресс, если рука человека оказывается в опасной зоне, и т. д.

Действие солнечных элементов (СЭ) основано на использовании явления внутреннего фотоэффекта.

Задача №1. Работа выхода электрона из натрия равна 3,6 .10-19 Дж. Найти длину волны, которая соответствует красной границе фотоэффекта для натрия.

Задача №2.Определите минимальную частоту, при которой возможен фотоэффект на калии, если работа выхода для калия 4,4 .10-19 Дж.

Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать § 15.2 (п.3,4). Решить задачу: № 000. Длинноволновая (красная) граница фотоэффекта для меди 282 нм. Найти работу выхода электронов из меди (в эВ).

Давление света. Опыты .

Давление электромагнитного излучения, давление света — давление, которое оказывает световое (и вообще электромагнитное) излучение, падающее на поверхность тела.

Экспериментально световое давление впервые исследовал П. Н. Лебедев в 1899 г. Опыты Лебедева наряду с опытами Комптона можно рассматривать как экспериментальное доказательство того, что фотоны обладают импульсом.

Хотя световое давление очень мало в обычных условиях, его действие тем не менее может оказаться существенным. Внутри звёзд при температуре в несколько десятков миллионов кельвин давление электромагнитного излучения должно достигнуть громадного значения. Силы светового давления наряду с гравитационными силами играют существенную роль во внутризвёздных процессах.

Задача №1. Определить энергию фотона, соответствующего длине волны ?= 5,м.

Задача №2. Определить длину волны ? света, которым освещается поверхность металла, если фотоэлектроны имеют кинетическую энергию 4,Дж, а работа выхода электрона из металла 7,Дж.

Домашнее задание. Учить конспект. Прочитать § 15.3. Решить задачу: № 000. Найти частоту и длину волны излучения, энергия фотонов которого равна энергии покоя электрона (8,Дж).

Химическое действие света. Понятие о фотосинтезе.

ХИМИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ СВЕТА – это действия света, в результате которых в веществах, поглощающих свет, происходят химические превращения – фотохимические реакции.

К химическим действиям света относятся: реакции фотосинтеза в зеленых частях растений; появление загара; выцветание тканей на солнце; разложение на составные части молекул бромистого серебра в светочувствительном слое фотопластинки и т. д.

Большую роль фотохимические превращения играют в механизме зрения человека и животных.

Химическое действие света – квантовое явление. Как и в случае фотоэффекта, для каждой фотохимической реакции существует красная граница, т. е. минимальная частота, при которой свет еще химически активен.

Фотосинтез –( от греч. ????- — свет и ???????? — синтез, совмещение, помещение вместе) — процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов.

Листья поглощают из воздуха углекислый газ и расщепляют его молекулы на составные части: углерод и кислород. Происходит это как установил русский биолог , в молекулах хлорофилла под действием красных лучей солнечного спектра. Пристраивая к углеродной цепочке атомы других элементов, извлекаемых корнями из земли, растения строят молекулы белков, жиров и углеводов – пищу для нас и животных. Всё это происходит за счёт энергии солнечных лучей. Причём здесь особенно важна не только сама энергия, а та форма, в которой она поступает.

Эквивалентность массы и энергии — физическая концепция, согласно которой масса тела является мерой энергии, заключённой в нём. Масса тела равна полной внутренней энергии тела, делённой на размерный множитель квадрата скорости света в вакууме:

Импульс фотона: Масса фотона: Масса покоя фотона равна нулю.

Задача №1. Если бы Земля не излучала энергию, приносимую солнечными лучами в течение года, то её масса увеличилась бы на т. Какое количество солнечной энергии поступает на Землю за год?

Задача №2. Солнце за 1 с излучает в пространство кДж энергии. На сколько уменьшается его масса за это время?

Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать § 15.4. Решить задачу: № 000. При какой скорости электроны будут иметь энергию, равную энергии фотонов ультрафиолетового света с длиной волны 200 нм?

Модель атома Резерфорда, Бора. Излучение и поглощение атомом энергии.

В гг. Бор выдвинул идею, что атом представляет собой положительно заряженную сферу, внутри которой находятся электроны. Модель получила меткое название «пудинг с изюмом».

Решающий вклад в создание современной теории строения атома внёс Эрнст Резерфорд, который в 1911 году совместно со своими ассистентами Гансом Гейгером и Эрнстом Марсденом экспериментально обосновал ядерную модель атома.

Одна изотклонялась на ? порядка 900; Одна изна ? порядка 1200; Одна изна ? порядка 1500.

Планетарная модель атома

Согласно законам классической механики и электродинамики ядерная модель атома не может быть стабильной системой.

ПОСТУЛАТЫ БОРА. Первый постулат Бора: атом может находиться не во всех состояниях, допускаемых классической физикой, а только в особых квантовых (или стационарных) состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия; в стационарном состоянии атом не излучает.

Второй постулат Бора: при переходе атома из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается квант электромагнитного излучения. Энергия излучаемого или поглощаемого при этом кванта (фотона) равна разности энергий стационарных состояний : h?= En- Ek.

Задача №1. При переходе электрона в атоме водорода с одного энергетического уровня на другой был излучён световой квант с частотой Гц. На сколько уменьшилась при этом энергия атома? Задача №2. При переходе электрона в атоме водорода с одной стационарной орбиты на другую излучаются фотоны, соответствующие длине волны 0,55 мкм. Какую энергию теряет при этом атом водорода?

Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать § § 1Решить задачу: № 000. Для ионизации атома азота необходима энергия 14,53 эВ. Найти длину волны излучения, которое вызовет ионизацию.

Естественная радиоактивность и её виды. Закон распада. Биологическое действие излучения.

Радиоактивность. Явление самопроизвольного испускания химическими элементами излучения, обладающего значительной проникающей способностью и ионизирующими свойствами, получило название естественной радиоактивности. Элементы, испускающие такое излучение называются радиоактивными. Радиоактивными являются все элементы с порядковым номером более 83 в таблице Менделеева.(Z >83).

Закон радиоактивного распада. Каждый радиоактивный элемент можно охарактеризовать промежутком времени Т, в течение которого распадается половина ядер, имевшихся в момент начала отсчета времени. Период полураспада — основная константа радиоактивного элемента. Период полураспада характеризует скорость распада. Например: радий 88Ra226 имеет период полураспада Т=1600 лет; торий 90Th,64 часа; полоний 84Po212 -3·10-7 сек.

Т — период полураспада (время, в течении которого распадается половина наличного числа атомов); N0- число радиоактивных атомов в начальный момент времени; N- число нераспавшихся атомов; t — промежуток времени.

Распад любого атомного ядра — это, так сказать, не «смерть от старости», а «несчастный случай» в его жизни. Для радиоактивных атомов (точнее, ядер) не существует понятия возраста. Можно определить только среднее время жизни.

Было выяснено, что радиоактивные ядра могут испускать частицы трех видов: положительно и отрицательно заряженные и нейтральные. Эти три вида излучений были названы ?-, ?- и ?-излучениями. АЛЬФА-ЧАСТИЦА (a-частица) ядро атома гелия. БЕТА-ЧАСТИЦА – испускаемый при бета-распаде электрон. ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ — (гамма — кванты) коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны меньше 2?10–10 м. Биологическое действие излучения.

Основным процессом, объясняющим биологическое действие излучения, является растрата поглощённой энергии на разрыв химических связей с образованием высокоактивных в химическом отношении соединений, так называемых свободных радикалов.

Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.

Использование ионизирующего излучения: для ускорения химических реакций; «меченые атомы»; для выведения высокоактивных штаммов пенициллина; для выведения новых сортов растений.

Индивидуальное задание: проанализируйте источники радиации, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни и придумайте способы защиты.

Домашнее задание. Учить конспект. Читать §17.2

Состав атомных ядер. Ядерные силы. Дефект массы. Энергия связи ядер.

Протон (от греч. первый, основной)– это положительно заряженная элементарная частица, имеющая массу, превышающую массу электрона в 1836 раз; ядро атома водорода. Протон (наряду с нейтроном) является одним из нуклонов и входит в состав атомных ядер всех химических элементов.

НЕЙТРОН — это электрически нейтральная частица, имеющая массу, в 1839 раз превышающую массу электрона. Свободный нейтрон – нестабильная частица, распадающаяся на протон и электрон.

НУКЛОНЫ – это общее наименование для протонов и нейтронов – частиц, из которых построены атомные ядра.

КВАРКИ – это точечные, бесструктурные образования, относящиеся к истинно элементарным частицам, которые были введены для систематизации многочисленных (более сотни) элементарных частиц, открытых в XX веке (электрон, протон, нейтрон и т. д.).

МАССОВОЕ ЧИСЛО – это число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре. Массовое число равно округленной до целого числа относительной атомной массе элемента. 11Na23, 26Fe55, 13Al27.

СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – это одно из четырех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц, частным проявлением которого являются ядерные силы.

ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ АТОМНОГО ЯДРА – это минимальная энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны. При образовании ядра из нуклонов происходит уменьшение энергии ядра, что сопровождается уменьшением массы, т. е. масса ядра должна быть меньше суммы масс отдельных нуклонов, образующих это ядро. Мя Подпишитесь на рассылку:

www.pandia.ru

Частицы и волны .

Контрольная работа № 1.

1. Определите энергию (в эВ) фотона соответствующего излучению с длиной волны 0,5 мкм.

2. Сколько фотонов в 1 c испускает электрическая лампочка, мощность которой 60 Вт, если длина волны излучения 622 нм?

3. Определить длину волны де Бройля электрона прошедшего разность потенциалов 700 к B .

4. Определить импульс и массу фотона света с длиной волны 0,6 мкм.

5. При освещении катода светом вначале с длиной волны l 1 , а затем l 2 обнаружили, что запирающее напряжение изменилось в 3 раза. Найти работу выхода.

Атомы и молекулы.

Контрольная работа №2.

1. Сколько различных квантов и с какими энергиями может испустить атом водорода, если электрон находится на уровне n = 3?

2. Определите минимальную и максимальную частоту излучения в серии Пашена.

3. Получите формулу для расчета радиуса и скорости электрона для n -й орбиты атома водорода.

4. Если бы атом водорода в возбужденном состоянии имел радиус 1 мм, то, какое квантовое число и энергия соответствовали бы этой орбите?

5. Какие излучения появятся в спектре атома водорода при возбуждении его энергией 12 эВ?

Контрольная работа № 3.

1. Какой объем занимает газ при температуре 77 о С, если при 27 о С его объем 6 л?

2. Над идеальным газом совершена работа 20 Дж, и при этом он потерял 40 Дж теплоты. На сколько изменилась внутренняя энергия газа?

3. КПД идеальной тепловой машины 20 %. На сколько процентов возрастет КПД, если на 20 % уменьшить температуру холодильника не меняя температуру нагревателя?

4. В воду массой 200 г при 75 о С опускают стальной кубик массой 80 г. При этом установилась температура 73 о С. Найдите начальную температуру кубика.

Основы МКТ. Влажность.

Контрольная работа № 4.

1. Сравнить давления кислорода и водорода при одинаковых концентрациях молекул, если скорость молекул водорода в 4 раза больше скорости молекул кислорода.

2. На сколько процентов увеличится средняя кинетическая энергия молекул газа при увеличении температуры газа от 10 о С до 25 о С?

3. Найти относительную влажность воздуха в комнате при 20 о С, если точка росы 7 о С.

4. Если в комнате достаточно тепло и влажно, то при открывании форточки образуются клубы тумана, которые в комнате опускаются, а на улице поднимаются вверх. Объяснить явление.

Физика конденсированного состояния.

Контрольная работа № 5.

1. Масса 100 капель спирта, вытекающего из капилляра, равна 0,71 г. Определить коэффициент поверхностного натяжения спирта, если диаметр шейки капли в момент отрыва равен 1 мм.

2. Предел упругой стали 572 МПа. Будет деформация упругой или остаточной, если стальная проволока длиной 3 м и сечением 1,2 мм 2 под действием растягивающей силы удлиняется на 8 мм? Какой силой вызвана такая деформация?

3. В растворе медного купороса плоский медный анод содержит 12 % примесей. Сколько стоит 1 кг меди, полученной на аноде, если напряжение на ванне 6 B , а стоимость 1 кВт ? ч энергии 4 рубля?

Контрольная работа № 6.

1. Какие ядра образуются при облучении Al -27 g -квантами, если в процессе реакции образуются: а) нейтрон; б) протон. Каков тип этих реакций?

2. Какую минимальную работу надо совершить, чтобы «растащить» ядро Ca-40 на отдельные нуклоны?

3. Подводная лодка «Наутилус» (США) имеет мощность топливных установок 14,7 МВт, h = 25 %. Топливом служит обогащенный уран массой 1 кг, при делении ядер которого выделяется 6,9 ? 10 13 Дж. Определить запас горючего, для годового плавания.

4. По нефтепроводу течет бензин, а вслед за ним нефть. Как определить момент, когда через данное сечение проходит граница раздела?

Смотрите новый сайт В. Грабцевича по физике, а также шутки про школу.

afportal.kulichki.com

Длина волны. Красный цвет – нижняя граница видимого спектра

В природе не существует цветов как таковых. Каждый оттенок, который мы видим, задает та или иная длина волны. Красный цвет образуется под воздействием самых длинных волн и представляет собой одну из двух граней видимого спектра.

Возникновение того или иного цвета можно объяснить благодаря законам физики. Все цвета и оттенки являются результатами обработки мозгом информации, поступающей через глаза в форме световых волн различной длины. При отсутствии волн люди видят черный цвет, а при единовременном воздействии всего спектра – белый.

Цвета предметов определяются способностью их поверхностей поглощать волны определенной длины и отталкивать все остальные. Также имеет значение освещенность: чем ярче свет, тем интенсивнее отражаются волны, и тем ярче выглядит объект.

Люди способны различать более ста тысяч цветов. Любимые многими алые, бордовые и вишневые оттенки образуются самыми длинными волнами. Однако чтобы человеческий глаз мог увидеть красный цвет, длина волны не должна превышать 700 нанометров. За этим порогом начинается невидимый для людей инфракрасный спектр. Противоположная граница, отделяющая фиолетовые оттенки от ультрафиолетового спектра, находится на уровне около 400 нм.

Спектр цветов как некоторая их совокупность, распределенная в порядке возрастания длины волны, был открыт Ньютоном в ходе проведения его знаменитых экспериментов с призмой. Именно он выделил 7 явно различимых цветов, а среди них – 3 основных. Красный цвет относится и к различимым, и к основным. Все оттенки, которые различают люди – это видимая область обширного электромагнитного спектра. Таким образом, цвет – это электромагнитная волна определенной длины, не короче 400, но не длиннее 700 нм.

Ньютон заметил, что пучки света разных цветов имели разные степени преломления. Если выражаться более корректно, то стекло преломляло их по-разному. Максимальной скорости прохождения лучей через вещество и, как следствие, наименьшей преломляемости способствовала наибольшая длина волны. Красный цвет является видимым отображением наименее преломляемых лучей.

Электромагнитная волна характеризуется такими параметрами, как длина, частота и энергия фотона. Под длиной волны (?) принято понимать наименьшее расстояние между ее точками, которые колеблются в одинаковых фазах. Основные единицы измерения длины волн:

  • микрон (1/1000000 метра);
  • миллимикрон, или нанометр (1/1000 микрона);
  • ангстрем (1/10 миллимикрона).

Максимально возможная длина волны красного цвета равна 780 ммк (7800 ангстрем) при прохождении через вакуум. Минимальная длина волны этого спектра – 625 ммк (6250 ангстрем).

Другой существенный показатель – частота колебаний. Она взаимосвязана с длиной, поэтому волна может быть задана любой из этих величин. Частота волн красного цвета находится в пределах от 400 до 480 Гц. Энергия фотонов при этом образует диапазон от 1,68 до 1,98 эВ.

Оттенки, которые человек подсознательно воспринимает как теплые либо холодные, с научной точки зрения, как правило, имеют противоположный температурный режим. Цвета, ассоциируемые с солнечным светом – красный, оранжевый, желтый – принято рассматривать как теплые, а противоположные им – как холодные.

Однако теория излучения доказывает обратное: у красных оттенков цветовая температура намного ниже, чем у синих. На деле это легко подтвердить: горячие молодые звезды имеют голубоватый свет, а угасающие – красный; металл при раскаливании сначала становится красным, затем желтым, а после – белым.

Согласно закону Вина, существует обратная взаимосвязь между степенью нагрева волны и ее длиной. Чем сильнее нагревается объект, тем большая мощность приходится на излучения из области коротких волн, и наоборот. Остается лишь вспомнить, где в видимом спектре существует наибольшая длина волны: красный цвет занимает позицию, контрастную синим тонам, и является наименее теплым.

В зависимости от конкретного значения, которое имеет длина волны, красный цвет приобретает различные оттенки: алый, малиновый, бордовый, кирпичный, вишневый и т. д.

Оттенок характеризуется 4 параметрами. Это такие, как:

  1. Тон – место, которое цвет занимает в спектре среди 7 видимых цветов. Длина электромагнитной волны задает именно тон.
  2. Яркость – определяется силой излучения энергии определенного цветового тона. Предельное снижение яркости приводит к тому, что человек увидит черный цвет. При постепенном повышении яркости появится бурый цвет, за ним – бордовый, после – алый, а при максимальном повышении энергии – ярко-красный.
  3. Светлость – характеризует близость оттенка к белому. Белый цвет – это результат смешивания волн различных спектров. При последовательном наращивании этого эффекта красный цвет превратится в малиновый, после – в розовый, затем – в светло-розовый и, наконец, в белый.
  4. Насыщенность – определяет удаленность цвета от серого. Серый цвет по своей природе – это три основных цвета, смешанные в разных количествах при понижении яркости излучения света до 50%.

fb.ru

Рубрики: Делаем сами