Самостійна робота

Задача 7.12. На металеву пластинку падає монохроматичне світло довжина хвилі якого l = 4,13·10^-7 м. Потік фотоелектронів, що вирвалися з поверхні металу, повністю затримується гальмівною різницею потенціалів U = 1 B. Визначити роботу виходу електронів з метала та довжину хвилі, що відповідає "червоній межі" фотоефекту.

Відповідь: , .

Задача 7.13. "Червона межа" фотоефекту для літію l₀ = 0,5·10^-6 м. Яку зворотну різницю потенціалів треба прикласти до фотоелектрона, щоб затримати електрони, що випускаються літієм під дією випромінювання довжина хвилі l = 0,2·10^-6 м.

Відповідь: .

Задача 7.14. Визначити значення затримувального потенціалу, за якого зупиняється струм фотоелектронів, що випускаються поверхнею металу під час опромінення її світлом з довжина хвилі якого l = 3,3·10^-7 м, якщо робота виходу A_вих = 2,24·10^-19 Дж.

Відповідь: .

Задача 7.15. Знайти масу фотона гама-променів, довжина хвилі яких дорівнює l = 1,24·10^-12 м.

Відповідь: .

Задача 7.16. Знайти енергію та імпульс фотона, довжина хвилі якого l = 7·10^-7 м.

Відповідь: ; .

Задача 7.17. На горизонтальну поверхню падає світло, довжиною хвилі якого 0,65 мкм, а потужність світлового потоку 36·10^-18 Вт. Скільки фотонів падає в 1 с на поверхню?

Відповідь: N = 120.

Задача 7.18. У планетарній моделі атома водню (за Резенрордом-Бором) при переході електрона з одної орбіти до другої, розміщеної ближче до ядра, атом випускає фотон. Яка енергія фотона, випускається атомом орбіти радіусом R₁ = 2,1·10^-8см на орбіту радіусом R₂ = 5,3·10^-9см?

Відповідь: .

Задача 7.19. На металеву пластинку падає світло довжина хвилі якого l і вибиває електрони з максимальною швидкістю ₀. Визначити роботу виходу електронів із металу. Яку різницю потенціалів потрібно прикласти, щоб електрони повернулися назад?

Відповідь: ; .

Задача 7.20. Чи буде спостерігатися фотоефект, якщо робота виходу електрона з металу дорівнює 3,3·10^-19 Дж, а світло має довжину хвилі 5·10^-7 м?

Відповідь: фотоефект буде спостерігатися.

Задача 7.21. Цинкову пластинку освітлюють ультрафіолетовим світлом довжиною l = 30 нм. Визначити, на яку мінімальну відстань S від пластинки може віддалитися фотоелектрон, якщо поза пластинкою є затримувальне однорідне поле, напруженість якого E = 10 B/cм.

Відповідь: робота виходу для цинку A_вих = 4 eB; S = 3,7·10^-2 м.

Задача 7.22. Яка частина енергії фотона витрачається на роботу виходу електрона, якщо "червона межа" фотоефекту 0,4 мкм, а кінетична енергія електрона 2 eB.

Відповідь: .

Задача 7.23. Якою має бути мінімальна частота поглинутого атомарним газом воднем випромінювання щоб була збудженою перша лінія серії Бальмера?

Відповідь: n = 4,6·10¹⁴ Гц.

Задача 7.24. Фотон, довжина хвилі якого l = 560 нм падає під кутом 45º на поверхню і без зміни довжини хвилі відбивається від неї. Визначити імпульс сили, переданий поверхні фотоном.

Відповідь: p = 8,4·10^-28 кг·(м/с)

Задача 7.25. На дифракційні грати, що мають 300 штрихів на 1 мм, нормально падає світло, фотон якого має імпульс p = 1,5·10^-27 кг·(м/с). Який максимальний порядок спектра можна спостерігати за допомогою цих грат.

Відповідь: k_m = 7.

Задача 7.26. Знайти енергію зв'язку 2 г , маса ядра якого m_я = 6,643·10^-27 кг. Яку масу води можна нагріти від 15 º до 95 º C за рахунок цієї енергії.

Відповідь: m = 4·10⁶ кг.

Задача 7.27. Під час радіоактивного розпаду ядра полонію вилітає a - частинка зі швидкістю  = 1,6·10⁷ м/с. Визначити енергію a - частинки m_a = 9,8·10^–13.

Відповідь: .

Задача 7.28. Обчислити питому енергію зв'язку нуклонів в ядрі атома гелію .

Відповідь: E_зв = 7,074 MeB.

Задача 7.29. Яке ядро утворюється внаслідок позитронного бета-розпаду ядра ізотопу міді ?

Відповідь: .

Задача 7.30. Період піврозпаду ізотопу радію 1600 років. Скільки ядер ізотопу розпадеться за 3200 років, якщо початкова кількість радіоактивних ядер 10⁹?

Відповідь: N₀ = 7,5·10⁸.

Задача 7.31. Визначити енергію, яка виділяється під час ядерної реакції .

Відповідь: 17,35 MeB.

Задача 7.32. Доповнити позначення в такій ядерній реакції: .

Відповідь: .

Задача 7.34. Обчислити енергію, яка виділяється під час термоядерної реакції .

Відповідь: 17,6 MeB.

Задача 7.35. Обчислити енергетичний вихід реакції . Маса атому азоту

Відповідь: DE = 1,2 МеВ.

Задача 7.36. Допустима доза загального опромінення людини гама-випромінюванням або b - частинками 5 рад за рік. Якою є допустима потужність дози загального опромінення людини за умови неперервного опромінення людини цілодобово протягом усього року? Потужність дози виразить у міліардах за годину мрад/годину.

Відповідь: 0,57 мрад/год