P 2= h/c=3.17*10 -27

3. Импульс электрона равен импульсу фотона с длиной волны 520 нм. Электрон движется со скоростью … м/с.

Pe=Pф => Ve=

5. Если импульс фотона , то его энергия равна … эВ.

E=p*c=*3*10 8 =9.93 эВ

6. Если энергия первого фотона в 4 раза больше энергии второго, то отношение импульса первого фотона к импульсу второго равно …

9. Наименьшая длина волны Де-Бройля частиц, движущихся с одинаковой скоростью, соответствует …

Наименьшая длина волны Де-Бройля у частицы с наибольшей массой => альфа частица

Ответ. 1. ?-частице

11. Если длина волны де-Бройля одинакова, то наибольшей скоростью обладает …

Ответ. 2.

15. Чтобы кинетическая энергия электрона была равна энергии фотона длины волны 0,5 мкм, он должен двигаться со скоростью … км/с.

Eэлектр.=m*V 2 /2 => m*V 2 /2 = h*c/ ? => V=

17. Длина волны де-Бройля электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов 700 кВ, равна … пм.

21. Если координата центра шарика массы 2 мг установлена с неопределенностью 1 мкм, то ошибка, с которой можно определить ее скорость, равна …

25. При неопределенности в определении энергии ?Е = 10 –15 Дж, частица может существовать время с.

Атом водорода в теории Бора и квантовой механике. Спектральные серии. Плотность вероятности. Квантовые числа

2. Если скорость электрона на первой орбите атома водорода равна 2·10 6 м/с, то согласно постулату Бора, радиус этой орбиты равен …. пм.

5. При переходе электрона атома водорода с четвертой орбиты на первую его потенциальная энергия …

En=(-ze 2 )/(4??0r) = (-mz 2 e 4 )/(8? 2 0n 2 h 2 )

Ответ. 2. уменьшается в 16 раз

6. При переходе электрона атома водорода с 5-й на 1-ую стационарную орбиту, его энергия …

Ответ 1. уменьшается в 25 раз

15. Коротковолновая граница серии Бальмера определяется соотношением …

;

Ответ. 2.

8. Поглощению наибольшей длины волны ультрафиолетовой серии, показанной на рис., соответствует переход …

9. На схеме энергетических уровней атома водорода (рис.) излучению наибольшей длины волны в ультрафиолетовой серии Лаймана соответствует переход …

12. Излучению наименьшей длины волны в видимой серии соответствует переход, рис. …

4.

16. Коротковолновая граница серии Лаймана определяется соотношением

2.

19. Отношение максимальной частоты фотона в серии Бальмера к минимальной частоте в серии Пашена в спектре атома водорода равно …

1. 2,86 2. 2,25 3. 5,3 4. 5,1

25. Энергия фотона, испускаемого при переходе электрона в атоме водорода с 3-го на 2-й энергетический уровень, равна … эВ.

27. Фотон с энергией 15 эВ выбивает электрон из покоящегося атома водорода, находящегося в основном состоянии. Скорость электрона вдали от ядра равна … м/с.

30. Фотон с энергией 13,6 эВ выбивает электрон из атома водорода. Кинетическая энергия вылетевшего электрона равна … эВ.

studfiles.net

ЭффектКомптона – рассеяние электромагнитного излучения на свободном электроне, сопровождающееся уменьшением частоты излучения (открыт А. Комптоном в 1923 г.). В этом процессе электромагнитное излучение ведёт себя как поток отдельных частиц – корпускул (которыми в данном случае являются кванты электромагнитного поля — фотоны), что доказывает двойственную – корпускулярно-волновую – природу электромагнитного излучения. С точки зрения классической электродинамики рассеяние излучения с изменением частоты невозможно.
Комптоновское рассеяние – это рассеяние на свободном электроне отдельного фотона с энергией Е = h? = hc/ ? (h – постоянная Планка, ? – частота электромагнитной волны, ? – её длина, с – скорость света) и импульсом р = Е/с. Рассеиваясь на покоящемся электроне, фотон передаёт ему часть своей энергии и импульса и меняет направление своего движения. Электрон в результате рассеяния начинает двигаться. Фотон после рассеяния будет иметь энергию Е = h? (и частоту) меньшую, чем его энергия (и частота) до рассеяния. Соответственно после рассеяния длина волны фотона ? увеличится. Из законов сохранения энергии и импульса следует, что длина волны фотона после рассеяния увеличится на величину

,

где ? – угол рассеяния фотона, а me – масса электрона h/mec = 0.024 A называется комптоновской длиной волны электрона.
Изменение длины волны при комптоновском рассеянии не зависит от ? и определяется лишь углом ? рассеяния ?-кванта. Кинетическая энергия электрона определяется соотношением

Эффективное сечение рассеяния ?-кванта на электроне не зависит от характеристик вещества поглотителя. Эффективное сечение этого же процесса, рассчитанное на один атом, пропорционально атомному номеру (или числу электронов в атоме) Z.
Сечение комптоновского рассеяния убывает с ростом энергии ?-кванта: ?k

Если электрон, на котором рассеивается фотон, является ультрарелятивистским Ee >> E?, то при таком столкновении электрон теряет энергию, а фотон приобретает энергию. Такой процесс рассеяния используется для получения моноэнергетических пучков ?-квантов высокой энергии. С этой целью поток фотонов от лазера рассеивают на большие углы на пучке ускоренных электронов высокой энергии, выведенных из ускорителя. Такой источник ?-квантов высокой энергии и плотности называется Laser-Electron-Gamma-Source (LEGS). В работающем в настоящее время источнике LEGS лазерное излучение с длиной волны 351.1 мкм (

0.6 эВ) в результате рассеяния на электронах, ускоренных до энергий 3 ГэВ, превращается в поток ?-квантов с энергиями 400 МэВ).
Энергия рассеянного фотона E? зависит от скорости v ускоренного пучка электронов, энергии E?0 и угла столкновения ? фотонов лазерного излучения с пучком электронов, угла между ? направлениями движения первичного и рассеянного фотона

При «лобовом» столкновении

E0 ? полная энергия электрона до взаимодействия, mc 2 ? энергия покоя электрона.
Если направление скоростей начальных фотонов изотропно, то средняя энергия рассеянных фотонов ? определяется соотношением

? = (4E?/3)·(Ee/mc 2 ).

При рассеянии релятивистских электронов на микроволновом реликтовом излучении образуется изотропное рентгеновское космическое излучение с энергией
E? = 50–100 кэВ.
Эксперимент подтвердил предсказанное изменение длины волны фотона, что свидетельствовало в пользу корпускулярного представления о механизме эффекта Комптона. Эффект Комптона наряду с фотоэффектом явился убедительным доказательством правильности исходных положений квантовой теории о корпускулярно-волновой природе частиц микромира.

П o дробнее об обратном комптон-эффекте см. Источники гамма-излучения

nuclphys.sinp.msu.ru

1. Один лазер излучает монохроматический свет с длиной волны нм, другой — с длиной волны нм. Чему равно отношение импульсов фотонов, излучаемых лазерами?

2. Длина электромагнитной волны равна 400 нм. Какой должна быть длина волны, чтобы энергия фотона в ней уменьшилась в 1,5 раза?

Ответ: ___________________ нм.

3. Детектор полностью поглощает падающий на него свет частотой Гц и мощностью Вт. За какое время детектор поглощает фотонов?

Ответ: ___________________ с.

4. Работа выхода материала пластины равна 2 эВ. Пластина освещается монохроматическим светом. Чему равна энергия фотонов падающего света, если запирающее напряжение равно 1,5 В?

Ответ: __________________ эВ.

5. Металлическую пластину освещают светом с энергией фотонов 6,2 эВ. Работа выхода для металла пластины равна 2,5 эВ. Какова максимальная кинетическая энергия образовавшихся фотоэлектронов?

Ответ: _________________ эВ.

6. Энергия фотонов, падающих на фотокатод, в 4 раза больше работы выхода материала фотокатода. Каково отношение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов к работе выхода?

7. Фотоэффект наблюдают, освещая поверхность металла светом фиксированной частоты. При этом задерживающая разность потенциалов равна . После изменения частоты света задерживающая разность потенциалов увеличилась на В. На сколько изменилась частота падающего света? Ответ округлите до десятых.

Ответ: на __________________Гц.

8. Интенсивность монохроматического светового пучка плавно уменьшают, не меняя частоту света. Как изменяются при этом концентрация фотонов в световом пучке и скорость каждого фотона?

9. На металлическую пластинку направили пучок света от лазера, вызвав фотоэффект. Интенсивность лазерного излучения плавно уменьшают, не меняя его частоты. Как меняются в результате этого число вылетающих в единицу времени фотоэлектронов и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

10. При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от длины волны падающего света фотоэлемент освещался через различные светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только зеленый свет, а во второй — пропускающий только фиолетовый свет. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли запирающее напряжение.

Как изменяются длина световой волны и запирающее напряжение при переходе от первой серии опытов ко второй? Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения:

11. На установке, представленной на рисунках (рис. а — общий вид; рис. б — фотоэлемент), исследовали зависимость кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света. Для этого в прорезь осветителя помещали различные светофильтры и измеряли запирающее напряжение. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только красный свет, а во второй — пропускающий только желтый.

Как изменяются работа выхода электронов и запирающее напряжение при переходе от первой серии опытов ко второй? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.

12. Излучение лазера представляет собой поток фотонов с энергией Е. Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими данное излучение, и формулами, по которым их можно рассчитать (— постоянная Планка, с — скорость света в вакууме).

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ:

13. Установите соответствие между физическими величинами и их единицами измерения в СИ.

14. Схема нижних энергетических уровней атомов разреженного газа имеет вид, показанный на рисунке. Атомы переходят из состояния с энергией в состояние с энергией . Как изменятся энергия излученных фотонов и длина волны излучения, если атомы будут переходить из состояния с энергией в состояние с энергией ?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

15. На рисунке изображена упрощенная диаграмма энергетических уровней атома. Нумерованными стрелками отмечены некоторые возможные переходы атома между этими уровнями.

Установите соответствие между процессами поглощения света наибольшей длины волны и испускания света наибольшей частоты и энергией соответствующего фотона.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

Ответ:

16. Значения энергии стационарных состояний атома водорода задаются формулой , где = 1, 2, 3, . . При переходе атома из одного состояния в другое он излучает или поглощает фотон. Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими излученный или поглощенный фотон, и формулами, по которым их можно рассчитать (— постоянная Планка). К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

17. Металлическую пластину освещают монохроматическим светом с длиной волны нм. Каков максимальный импульс фотоэлектронов, если работа выхода электронов из данного металла Дж?

18. При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на поверхность металла, запирающее напряжение для фотоэлектронов увеличилось в 4 раза. Определите первоначальную частоту падающего света, если длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, для этого металла равна нм.

19. На рисунке изображены энергетические уровни атома и указаны длины волн фотонов, излучаемых и поглощаемых при переходах с одного уровня на другой. Экспериментально установлено, что минимальная длина волны для фотонов, излучаемых при переходах между этими уровнями, равна нм. Какова величина , если нм, нм?

20. Значения энергии электрона в атоме водорода задаются формулой: . При переходах с верхних уровней энергии на нижние атом излучает фотон. Переходы с верхних уровней на уровень с образуют серию Лаймана, на уровень с — серию Бальмера и т. д. Найдите отношение максимальной длины волны фотона в серии Бальмера к максимальной длине волны фотона в серии Лаймана.

scribble.su

Рубрики: Ремонт