Билет 24

а). Сформулируйте закон Кирхгофа для теплового излучения. Какой физический смысл имеет универсальная функция Кирхгофа?

Отношение испускательной и поглощательной способностей не зависит от природы тела, оно является для всех тел одной и той же (универсальной) функцией длины волны и температуры.

Закон Кирхгофа: где  - испускательная способность тела,  – поглощательная способность,  - универсальная функция Кирхгофа, Т -температура тела.

Сами величины  и , взятые отдельно, могут меняться чрезвычайно сильно при переходе от одного тела к другому. Отношение их одинаково для всех тел. Это значит, что тело, сильнее поглощающее какие-либо лучи, будет сильнее эти лучи и испускать.

Физический смысл имеет универсальная функция Кирхгофа:  - универсальная функция Кирхгофа есть не что иное, как испускательная способность абсолютно черного тела.

б). Нарисуйте график зависимости фототока Iф от напряжения U между электродами. Как изменится этот график, если: а) частота све­та,

освещающего фотокатод, увеличится в два раза? б) интенсив­ность света увеличится в два раза?

 

 

в). Почему в спектре водорода так много линий, если у атома водо­рода всего лишь один электрон?

Энергия электрона в атоме слагается из  кинетической энергии движения по орбите и потенциальной энергии в электрическом поле ядра. Энергия электрона на круговой орбите, а следовательно , и энергия атома в целом зависят от радиуса орбиты: меньшему радиусу орбиты соответствует меньшая энергия атома. Из квантовой механики следует, что энергии электронов в атомах могут принимать только определенные дискретные значения. Состояния, отвечающие этим значениям энергии, называются  энергетическими уровнями.  Т.к. энергия определяется радиусом орбиты, то каждому энергетическому уровню атома отвечает орбита определенного избранного радиуса. Основному энергетическому уровню атома соответствует орбита наименьшего радиуса. Нормально электрон находится на этой орбите. При сообщении достаточно большой энергии( при столкновении друг с другом) электрон переходит на другой энергетический уровень, т.е. перескакивает на одну из внешних орбит. В таком  возбужденном состоянии атом неустойчив. Через некоторое время электрон переходит на более низкий уровень, т.е. перескакивает на орбиту меньшего радиуса. При переходе электронов на более низкие уровни излучаются спектральные линии. Совокупность линий, отвечающих переходам на один и тот же нижний уровень, образует спектральную серию. Переход электрона с дальней орбиты на ближнюю сопровождается испусканием светового кванта. При переходе электрона с уровней  на основной уровеньизлучаются спектральные линии Сирии Лаймана (они лежат в невидимой ультрафиолетовой области спектра). При переходе электрона на уровень  с уровнейизлучаются спектральные линии серии Бальмера (они лежат в видимой оптической области). При переходе электрона на уровень  с высоких уровней  излучаются линии серии Пашена (они лежат в невидимой инфракрасной области спектра). Имеются и другие серии линий в спектре атома водорода, соответствующие переходам на уровни  с более высоких уровней.

г). Почему деление тяжелых ядер и синтез легких ядер сопровождает­ся выделением большого количества энергии? Когда на один нуклон выделяется большая энергия? Почему?

2. Частица находится в основном состоянии в одномерной прямо­угольной потенциальной яме ширины L с абсолютно непроницае­мыми стенками (0<x<L). Найти вероятность пребывания частицы в области L/3<x<2L/3.

З.При взаимодействии свободного электрона с квантом света дли­ной волны 0.01 нм комптоновское смещение оказалось равным 0.0024нм. Определите: а) угол рассеяния кванта; б) энергию рассеян­ного кванта; в) энергию, переданную электрону отдачи.