Kvantová optika
1. Čo je to fotón?
Riešenie:
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.
Riešenie:
Rozbor:
Fotón fialového svetla má energiu 3,18 eV, červeného 1,56 eV
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.
Riešenie:
Rozbor:
Energia fotónu žltého svetla je 70 krát väčšia ako energia molekuly ideálneho plynu pri teplote 00C.
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.
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia
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.
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia
6.Zistite, či môže nastať fotoemisia pri dopade svetla s vlnovou dĺžkou λ = 390.10-9m na zinok.
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)
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia
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
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia
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?
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia
13. Rőntgen pracuje s napätím 20kV, prúdom 10mA a účinnosťou η = 0,2%. Vypočítajte:
- a.) krátkovlnnú hranicu spojitého spektra
- b.) výkon vyžiarený vo forme RTG žiarenia
14.V obrazovke televízneho prijímača sú elektróny urýchlené potenciálnym rozdielom 15kV. Aká je rýchlosť a de Broglieho vlnová dĺžka týchto elektrónov?
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia15.V elektrónovom mikroskope sú elektróny uvoľňované napätím 105V. Aké je rozlišovacia schopnosť tohto mikroskopu λ?
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia16.Akú energiu má neutrón, ktorého vlnová dĺžka sa rádovo rovná vzdialenosti atómov v mriežke kryštálu
(10–10m).
17. Koľko fotónov červeného svetla ( λ = 750 nm ) treba na vytvorenie guľôčky s hmotnosťou
3 mikrogramy?
18.Žiarovka vysiela viditeľné svetlo o frekvencii 5.1014Hz. Aká je energia a hmotnosť jedného fotónu?
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia19.Porovnajte vlnové dĺžky de Broglieho vĺn elektrónu a protónu pohybujúcich sa rovnakou rýchlosťou.
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia20.Héliovo – neónový laser je zdrojom monochromatického žiarenia vlnovej dĺžky 632,8nm. Jeho výkon je 2 mW. Určite energiu a hmotnosť fotónov laserového žiarenia. Koľko fotónov sa emituje za 1 sekundu?
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia