Излучение спектров излучения и поглощения 7о.

1. Что называется дисперсией света? Привести примеры. Связь длины волны с абсолютным показателем преломления (формула). Нормальная и аномальная дисперсия света.

2. Классическая и квантовая теории дисперсии света.

3. Строение атома по Резерфорду.

4. Постулаты Бора.

5. Поглощение света. Закон Бугера.

6. Типы спектров излучения. Их названия, описание, какие вещества дают данный тип спектра.

7. Спектральный анализ вещества.

Изучение вакуумного фотоэлемента 8о.

1. Дать определение, что называется фотоэффектом. Виды фотоэффекта (назвать их и пояснить). Что такое фотоэлектронная эмиссия, фотопроводимость? Что собой представляют фоторезисторы, вентильные фотоэлементы? На чем основано действие солнечных батарей?

2. Описать опыт Столетова.

3. Законы внешнего фотоэффекта. Фототок насыщения. Красная граница фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна.

4. Вакуумные и газонаполненные фотоэлементы. Чувствительность фотоэлемента.

5. Решить задачу.

Пример. Определить красную границу фотоэффекта для цезия, если при осве-щении его излучением с длиной волны 0,36 мкм, задерживающий потенци-ал равен 1,47 В.

Дано: СИ: Решение

λ = 0,36 мкм 3,6·10^-7 м Воспользуемся уравнением Эйнштейна для внеш-

U = 1,47 В него фотоэффекта:

_____________________ , (1)

λ_кр - ? где h – постоянная Планка; значение возьмем из

таблицы: h = 6,6·10^-34 Дж·с;

ν – частота излучения, она связана с длиной излучения следующей формулой:

, (2)

где c – скорость света в вакууме c = 3·10⁸ м/с;

A_вых – работа выхода электронов с по-верхности металла;

- кинетическая энер-гия вырванных электтронов.

Для красной границы фотоэффекта уравнение (1) будет выглядеть так:

или (3)

Анализируя формулу (3) видим, что для нахождения λ_кр необходимо знать A_вых. Ее

будем искать из (1).

(4)

Задерживающий потенциал это такое значение напряжения, при котором ни один из вырвавшихся с катода электронов не дойдет до анода. Значит, справедливо следующее соотношение:

, (5)

где e – заряд электрона, e = 1,6·10^-19 кг;

U – задерживающий потенциал;

eU – работа по перемещению заряда в электрическом поле.

В (4) подставим значение кинетической энергии и найдем A_вых :

(6)

Из (3) найдем λ_кр:

(7)

Подставим численные значения:

Ответ: λ_кр = 0,64 мкм.

Применение законов теплового излучения для измерения высоких температур 15о.

Дать определение, что называется тепловым излучением. Тепловое излучение, как один из способов изменения внутренней энергии. Применимы ли законы термодинамики к тепловым излучению? Люминисценция.

Какие физические величины применяются для описания теплового излучения (формулы по определению)?

Закон Кирхгофа (формула). Абсолютно чёрное тело (определение).

Законы теплового излучения.

6. Решить задачу.

Пример. Максимум излучаемой энергии с поверхности пахотного поля соответствует длине волны λ = 9,60 мкм. Определить температуру поверхности поля, приняв ее за абсолютно черное тело (в градусах). (29° С)

Дано: Решение

λ = 9,6·10^-6 м По закону смещения Вина:

____________ λ = b/Т,

Т - ? где b = 29·10^-3 м·К - постоянная закона Вина.

Отсюда Т = b/λ.

Т = 2,9·10^-3/9,6·10^-6 = 302 (К) = 29°С.

Ответ: Т = 29°С.

Оптический квантовый генератор 5а.

1. Свойства лазерного излучения.

2. Спонтанное и вынужденное излучение.

3. Устройство лазера. Назвать основные элементы (активную среду, резонатор, устройство накачки), объяснить, что они собой представляют, для чего служат. На примере одного из приведенных в методическом пособии устройств описать принцип действия твердотельного (рубинового) или газового (гелий-неонового) лазера.