Zestaw. Elementy fiz. współcz.
1(a) Przyjmując temperaturę powierzchniową Słońca 5700 K obliczyć na podstawie prawa Stefana - Boltzmanna ubytek masy Słońca w ciągu sekundy na promieniowanie. W obliczeniach przyjąć, że Słońce ma średnicę 1,4.109 m. (b) Jaka część masy Słońca jest tracona na promieniowanie w ciągu roku? Przyjąć, że masa Słońca wynosi 2.1030 kg.
2. Temperatura jednego z dwu nagrzanych ciał doskonale czarnych jest T1 = 2500 K. Obliczyć temperaturę drugiego ciała, jeżeli długość fali odpowiadająca jego maksymalnej zdolności emisyjnej jest większa o ∆λ = 0,50µm od długości fali odpowiadającej maksimum zdolności emisyjnej pierwszego ciała.
3. Laser wysyła impuls światła o czasie trwania τ = 0,13 ms i energii E = 10J. Obliczyć średnie ciśnienie wywierane przez impuls gdy pada on prostopadle do powierzchni i jest od skupiony w wiązkę o średnicy d = 10 µm. Współczynnik odbicia światła od powierzchni wynosi ϱ = 0,5.
4. Światło o długości fali 200 nm pada na powierzchnię aluminium. W celu usunięcia elektronu z powierzchni aluminium potrzebna jest energia 4,2 eV. Jaka jest energia kinetyczna (a) najszybszych i (b) najwolniejszych emitowanych fotoelektronów? (c) Jaki jest potencjał hamowania? (d) Jaka jest dla aluminium graniczna długość fali?
5. Oświetlając powierzchnię pewnego metalu kolejno falami o długościach λ1 = 0,35 µm i λ2 = 0,54 µm zaobserwowano, że maksymalne prędkości fotoelektronów różnią się dwukrotnie. Znaleźć pracę wyjścia tego metalu.
6. Do jakiego maksymalnego potencjału naładuje się miedziana kula, pozostająca z dala od innych ciał, jeśli zostanie oświetlona światłem o długości fali λ = 140 nm. Praca wyjścia miedzi wynosi 4,47 eV.
……………………………………………………………………………………….
Odpowiedzi 1. 4,1.109 kg, 6,5.10-14, 2. 1750 K, 3. P = 4(1 + ϱ)E/πd2cτ = 50 atm., 4. 2 eV, 0, 2V, 3000A, 5. 1,9 eV, 6. 4.4 V.