Kvantová optika
1. Co je to foton?
Řešení:
2. Vypočítejte energii fotonu, který přísluší krajním hodnotám viditelného světla. Fialová má vlnovou délku λF=390 nm, červená fČ=790 nm. Vyjádřete v joulech i v eV. 1eV=1,602.10-19J.
Řešení:
Rozbor:
Foton fialového světla má energii 3,18 eV, červeného 1,56 eV
3. Porovnejte energii fotonu žlutého monofrekvenčního světla (λ = 500.10-9m) se střední kinetickou energií molekuly ideálního plynu při jejím neuspořádaném pohybu při teplotě 00C.
Řešení:
Rozbor:
Energie fotonu žlutého světla je 70krát větší než energie molekuly ideálního plynu při teplotě 00C.
4.Lidské oko může vnímat světlo, pokud výkon světelného záření dopadajícího na oko je minimálně P=2.10-17W. Určete, kolik fotonů s vlnovou délkou λ = 500.10-9m dopadne při tom za 1 sekundu do oka.
Pro zobrazení řešení se přihlaste.
5.Jaká je hraniční frekvence elektromagnetického záření, kterým je třeba ozářit povrch niklu, aby nastal vnější fotoelektrický jev. Výstupní práce elektronů z niklu je 5 eV.
Pro zobrazení řešení se přihlaste.
6.Zjistěte, zda může nastat fotoemise při dopadu světla s vlnovou délkou λ = 390.10-9m na zinek.
7.Jakou rychlostí opouštějí elektrony platinovou destičku (f0 = 12,8.1014Hz), pokud na ni dopadá ultrafialové světlo vlnové délky λ = 150nm. (me = 9,1.10-31kg)
Pro zobrazení řešení se přihlaste.
8.Délka de Broglieho vlny urychleného elektronu je λ = 3,87.10-11m. Elektron byl urychlen z klidu v elektrickém poli napětím U. Vypočítejte:
- a) rychlost elektronu
- b) urychlovací napětí
9.Foton ultrafialového záření má vlnovou délku λ = 100nm. Vypočítejte
- a) kolik fotonů má energii 1J
- b) kolik fotonů má hmotnost 1 mikrogram
10.Při Comptonově pokusu má dopadající foton frekvenci f1=1,5.1020Hz, foton po srážce frekvenci f2=1,1.1020Hz.
- a) Určete energii, kterou získal elektron, jenž byl v interakci s fotonem. Vyjádřete v jednotkách eV
- b) Určete změnu vlnové délky fotonu.
11.Při Franckově–Hertzově experimentu autoři zjistili, že pokles proudu nastává při napětí v elektrickém poli urychlujícím elektrony rovnajícím se U = 4,9V a že rtuťové páry vyzařují záření s vlnovou délkou λ = 253,2nm. Vypočítejte hodnotu Planckovy konstanty h
Pro zobrazení řešení se přihlaste.
12. Při Comptonově jevu rozptylu fotonů na elektronu nastane změna vlnové délky fotonu Δλ=4.85.10–12m. O jaký úhel υ se foton odchýlí od původního směru?
Pro zobrazení řešení se přihlaste.
13. Rentgen pracuje s napětím 20kV, proudem 10mA a účinností η = 0,2 %. Vypočítejte:
- a.) krátkovlnnou hranici spojitého spektra
- b.) výkon vyzářený ve formě RTG záření
14.V obrazovce televizního přijímače jsou elektrony urychleny potenciálním rozdílem 15kV. Jaká je rychlost a de Broglieho vlnová délka těchto elektronů?
Pro zobrazení řešení se přihlaste.15.V elektronovém mikroskopu jsou elektrony uvolňovány napětím 105V. Jaká je rozlišovací schopnost tohoto mikroskopu λ?
Pro zobrazení řešení se přihlaste.16.Jakou energii má neutron, jehož vlnová délka se řádově rovná vzdálenosti atomů v mřížce krystalu
(10–10m).
17. Kolik fotonů červeného světla ( λ = 750 nm ) je třeba na vytvoření kuličky s hmotností
3 mikrogramy?
18.Žárovka vysílá viditelné světlo o frekvenci 5.1014Hz. Jaká je energie a hmotnost jednoho fotonu?
Pro zobrazení řešení se přihlaste.19.Porovnejte vlnové délky de Broglieho vln elektronu a protonu pohybujících se stejnou rychlostí.
Pro zobrazení řešení se přihlaste.20.Heliově–neonový laser je zdrojem monochromatického záření vlnové délky 632,8nm. Jeho výkon je 2 mW. Určete energii a hmotnost fotonů laserového záření. Kolik fotonů se emituje za 1 sekundu?
Pro zobrazení řešení se přihlaste.