sk|cz|

Quantum optics

1. Čo je to fotón?


2. Vypočítajte energiu fotónu, ktorý prislúcha krajným hodnotám viditeľného svetla. Fialová má vlnovú dĺžku λF=390 nm, červená fČ=790 nm. Vyjadrite v jouloch aj v eV. 1eV=1,602.10-19J.


3. Porovnajte energiu fotónu žltého monofrekvenčného svetla (λ = 500.10-9m) so strednou kinetickou energiou molekuly ideálneho plynu pri jej neusporiadanom pohybe pri teplote 00C.

fyzika-kvantova-optika-3z.gif

4.

Ľudské oko môže vnímať svetlo, ak výkon svetelného žiarenia dopadajúceho na oko je minimálne P=2.10-17W. Určite koľko fotónov s vlnovou dĺžkou λ = 500.10-9m dopadne pri tom za 1 sekundu do oka.


5.

Aká je hraničná frekvencia elektromagnetického žiarenia, ktorým treba ožiariť povrch niklu, aby nastal vonkajší fotoelektrický jav. Výstupná práca elektrónov z niklu je 5 eV.


6.

Zistite, či môže nastať fotoemisia pri dopade svetla s vlnovou dĺžkou λ = 390.10-9m na zinok.

Výstupná práca pre zinok je We = 4eV, λ = 390nm,  We = 4eV = 4.1,602.10-19J = 6,408.10-19J,  λ0 = ?

7.

Akou rýchlosťou opúšťajú elektróny platinovú doštičku (f0 = 12,8.1014Hz), ak na ňu dopadá ultrafialové svetlo vlnovej dĺžky λ = 150nm. (me = 9,1.10-31kg)


8.

Dĺžka de Broglieho vlny urýchleného elektrónu je λ = 3,87.10-11m. Elektrón bol urýchlený z pokoja v elektrickom poli napätím U. Vypočítajte:

  • a) rýchlosť elektrónu
  • b) urýchľovacie napätie

9.

Fotón ultrafialového žiarenia má vlnovú dĺžku λ = 100nm. Vypočítajte

  • a) koľko fotónov má energiu 1J
  • b) koľko fotónov má hmotnosť 1 mikrogram

10.

Pri Comptonovom pokuse má dopadajúci fotón frekvenciu f1=1,5.1020Hz, fotón po zrážke frekvenciu f2=1,1.1020Hz.

  • a) Určite energiu, ktorú získal elektrón, ktorý bol v interakcii s fotónom. Vyjadrite v jednotkách eV
  • b) Určite zmenu vlnovej dĺžky fotónu.

11.

Pri Franckovom – Hertzovom experimente autori zistili, že pokles prúdu nastáva pri napätí v elektrickom poli urýchľujúcom elektróny rovnajúcom sa U = 4,9V a že ortuťové pary vyžarujú žiarenie s vlnovou dĺžkou λ = 253,2nm. Vypočítajte hodnotu Planckovej konštanty h


12. Pri Comptonovom jave rozptýlenia fotónov na elektróne, nastane zmena vlnovej dĺžky fotónu Δλ=4.85.10–12m. O aký uhol υ sa fotón odchýli od pôvodného smeru?