Билет 8

а). Что называют серым телом? Какой физический смысл имеет ко­эффициент излучения теплового излучателя (коэффициент черноты)?

Серое тело – это тело, поглощательная способность которого < 1 и не зависит от длины волны падающего излучения и температуры тела. Поглощательную способность называют еще и коэффициентом черноты. Поглощательная способность тела a_l,T - число, показывающее, какая доля энергии излучения, падающего на поверхность тела, поглощается им в диапазоне длин волн от l  до l+dl, т.е. .   Тело, для которого a_l,T=const<1  во всем диапазоне длин волн называют серым.                                                                        

Физический смысл коэффициента черноты: он показывает какая доля энергии падающего излучения поглощается телом.

б). Приведите все известные вам примеры использования явления фотоэффекта в науке, технике, быту и т.д.

в). Какие условия необходимы для возникновения вынужденного из­лучения в веществе? Что такое инверсия населенностей?

Если на возбужденный атом действует электромагнитная волна с частотой v, удовлетворяющей соотношению энергии квантовых состояний атома, возникает вынужденное излучение. В каждом акте вынужденного излучения участвуют два фотона. Один из них, распространяясь от внешнего источника (соседнего атома), воздействует на атом, в результате которого испускается фотон. Оба фотона имеют одинаковое направление распространения и поляризации, а также одинаковые частоты и фазы. То есть вынужденное  излучение всегда когерентно с вынуждающим.

 

Чтобы вынужденное излучение превосходило спонтанное излучение и вынужденное поглощение необходимо создать неравновесное состояние системы, при котором число атомов в возбужденных  состояниях было бы больше, чем их число в основном состоянии.  Такие состояния называются состояниями с инверсией   населенности или инверсными. Для того, чтобы происходило усиление излучения, необходимо, чтобы интенсивность вынужденного излучения превышала интенсивность поглощения фотонов. Вынужденное  излучение возможно тогда, когда создана инверсия населенностей энергетических уровней, т.е. на более высоком энергетическом уровне находится больше электронов, чем на более низком..

г). Укажите как можно больше различий между альфа-, бета- и гам­ма-излучением.

Принципиальная разница этих видов излучений в том, что бета-излучение (как, впрочем и альфа-) это материальное излучение, - излучение частиц. А гамма-излучением называется излучение энергии. Различна физическая природа этих излучений: - излучение ядер Не, - быстрых электронов, - излучение электромагнитных волн с длинами .

частицы положительно заряжены, - отрицательно, - электромагнитные.

Различна проникающая способность: - наименьшая, - наибольшая.

2. Небольшой идеально отражающее зеркальце массы m=10мг под­вешено на невесомой нити длины 1=10 см. Найти угол, на который отклонится нить, если по нормали к зеркальцу в горизонтальном на­правлении произвести "выстрел" коротким импульсом лазерного из­лучения с энергией Е= 13 Дж.  За счет чего зеркальце приобретет ки­нетическую энергию?

3.      Потенциал ионизации водородного атома 13.6В.   Исходя из этого,  вычислить значение постоянной Ридберга.