Kwantowa natura promieniowania

Zasada nieoznaczoności

1. Chcesz dobrać substancję na budowę katody fotokomórki przeznaczonej do pracy w zakresie widzialnym. Która z wymienionych (prace wyjścia w nawiasach) będzie odpowiednia: tantal (4.2 eV), wolfram (4.5 eV), aluminium (4.2 eV? Zakres widzialny długości fali λ: (0.40 m - 0.75) μm.

2. Kulkę miedzianą (praca wyjścia W = 4.47 eV) oświetlono światłem monochromatycznym o długości fali λ = 0.2 μm. Do jakiego maksymalnego potencjału naładuje się kula?

3. Foton uległ rozproszeniu na nieruchomym elektronie swobodnym. Znaleźć pęd padającego fotonu, jeżeli energia rozproszonego fotonu równa jest energii kinetycznej elektronu odrzutu, przy kącie 90⁰ między ich kierunkami po rozproszeniu.

4. Przy założeniu, że para elektron - pozyton tworzona jest przez foton mający energię progową dla tego procesu, obliczyć pęd przekazany jądru i jego energię kinetyczną. Obliczanie przeprowadzić dla jądra ołowiu (M. = 207 m_p), gdzie m_p, - masa protonu.

5. Maksimum w widmie słonecznym występuje przy λ_max = 550 nm. Obliczyć temperaturę powierzchni Słońca.

6. Przyjmując, że temperatura powierzchni Słońca wynosi 5700 K, obliczyć, jaką część swojej masy wypromieniuje Słońce w ciągu roku. Masa Słońca M = 2 • 10³⁰ kg, promień Słońca R = 7 • 10⁸ m.

7. Żarówka o mocy 150 W ma włókno wolframowe o długości l = 10 cm i średnicy

d = 0.02 cm. Zakładając, że cała energia emitowana jest w postaci promieniowania,

obliczyć najbardziej prawdopodobną długość fali w jej widmie.

8. Obliczyć długość fali de Broglie'a dla

1. człowieka o masie 60 kg poruszającego się z prędkością v = 5 km/h.

2. Cząsteczki tlenu w temperaturze pokojowej,

3. Elektronu w stanie podstawowym atomu wodoru E = 13.6 eV.

9. Długość żółtej linii emisyjnej sodu wynosi 589 nm. Jaką energię kinetyczną (w eV) musi

mieć elektron, aby miał taką samą długość fali.

10. Ocenić, jakiego napięcia przyspieszającego należy użyć w mikroskopie elektronowym,

aby jego zdolność rozdzielcza była równa 0.01 nm. Obliczyć energię kinetyczną

elektronów w tym mikroskopie i porównać z energią fotonów, jakie należałoby

zastosować, aby otrzymać taką samą zdolność rozdzielczą.

---