Приклади

Для розв'язування задач з цієї теми рекомендуємо:

- застосовувати закони збереження енергії і імпульсу під час розгляду взаємодії фотонів з іншими частинками (наприклад, з електронами);

- враховувати, що на основі положень квантової фізики, радіус орбіти електрона, енергія атома, а також енергія поглинутого і випроміненого кванту світла мають тільки дискретні значення;

- пам'ятати, що під час різних (довільних) ядерних реакцій виконуються закони збереження енергії, імпульсу, заряду, а також закон взаємозв'язку маси і енергії.

Задача 7.1. Якої швидкості отримують вирвані з калію електрони внаслідок опромінення його фіолетовим світлом з довжиною хвилі 0,42 мкм, якщо робота виходу електронів з калію A_вих = 2 eB?

Задача 7.2. "Червона" межа фотоефекту для деякого металу дорівнює 0,5 мкм. За якої частоти світла електрони, що відірвалися з його поверхні, повністю затримуються зворотним потенціалом в 3,0 B?

Задача 7.3. Внаслідок переходу атома водню з одного стаціонарного стану в інший випромінюється фотон з довжиною хвилі 0,486 мкм. Визначити, на скільки зменшиться енергія атома. Відповідь навести в електрон-вольтах?

Задача 7.4. Розрахувати енергію зв'язку ядра атома дейтерію. Відповідь навести в електрон-вольтах. Використати необхідні довідкові дані для мас.

Задача 7.5. Лампочка кишенькового ліхтарика споживає потужність близько 1 Вт. Припустивши, що ця потужність розсіюється у всіх напрямах у вигляді випромінювання і що середня довжина хвилі дорівнює 1 мкм, визначити кількість фотонів, що падають на 1 см² площинки, поставленої перпендикулярно до променів на відстані 10 км протягом 1 c.

Задача 7.6. На рис.7.16 показано вольт-амперну характеристику деякого вакуумного фотоелемента. Катод освітлюється світлом, довжина хвилі якого l = 3,3·10^-7 м. Знайти роботу виходу електрона із катода.

Задача 7.7. Кишеньковий дозиметр радіоактивного випромінювання, що є мініатюрною камерою ємністю 3 пФ, заряджений до потенціалу 180 В. Під впливом випромінювання потенціал знизився до 160 В. Скільки рентген покаже дозиметр, якщо до цього він був виставлений на нуль, а об'єм повітря в камері 1,8 см³?

Задача 7.8. Радіоактивний натрій розпадається з періодом піврозпаду 14,8 годин. Обчислити кількість атомів, що розпалися в 1 мг цього радіоактивного препарату за 10 годин.

Задача 7.9. Скільки грамів урану з атомною масою 0,238 кг/моль розчеплюється протягом доби на атомній електростанції, теплова потужність якої становить 10⁶ Вт? Дефект маси під час поділу ядра урану дорівнює 4·10^-28 кг. ККД станції становить 20 %.

Задача 7.10. Яка кількість енергії виділяється в результаті термоядерної реакції синтезу 1 г гелію із дейтерію і тритію?

Задача 7.11. Внаслідок бомбардування ядер ізотопу бору нейтронами з утвореного ядра викидаються a-частинки. Записати реакцію.