طول موج تابش حرارتی تشعشعات حرارتی در این صورت بدن در اثر تابش گرم می شود

18.1. دمای T کوره را در صورتی بیابید که تابش یک سوراخ در آن با مساحت S = 6.1 سانتی متر مربع دارای توان N = 34.6 وات است. تابش نزدیک به تابش یک جسم کاملا سیاه در نظر گرفته می شود.

18.2. قدرت تابش N خورشید چقدر است؟ تابش خورشید نزدیک به تابش یک جسم کاملا سیاه در نظر گرفته می شود. دمای سطح خورشید T = 5800 K.

18.3. چه درخشندگی انرژی R" E سرب سخت شده است؟ نسبت درخشندگی انرژی سرب و جسم سیاه برای دمای معین k =0.6.

18.4. قدرت تابش جسم سیاه N = 34 کیلو وات. دما را پیدا کنید تیاین جسم اگر معلوم شود که سطح آن اس\u003d 0.6 متر مربع.

18.5. قدرت تابش یک سطح فلز داغ N = 0.67 کیلو وات است. دمای سطح T = 2500K، مساحت آن S = 10 سانتی متر مربع. اگر این سطح کاملاً سیاه بود چه قدرت تابشی N داشت؟ نسبت k درخشندگی انرژی این سطح و جسم کاملاً سیاه را در دمای معین پیدا کنید.

18.6. قطر رشته تنگستن در یک لامپ د= 0.3 میلی متر، طول مارپیچ l = 5 سانتی متر. Uجریان 127 ولت از طریق لامپ I \u003d 0.31 A می گذرد. ​​دما را پیدا کنید تیمارپیچ ها فرض کنید پس از برقراری تعادل، تمام گرمای آزاد شده در رشته در نتیجه تابش از بین می رود. نسبت درخشندگی انرژی تنگستن و جسم سیاه برای دمای معین k = 0.31 است.

18.7. دمای یک رشته تنگستن در یک لامپ 25 واتی T = 2450 K است. نسبت درخشندگی آن به درخشندگی جسم سیاه در دمای معین k = 0.3. مساحت S سطح تابشی مارپیچ را پیدا کنید.

18.8. ثابت خورشیدی K را پیدا کنید، یعنی مقدار انرژی تابشی ارسال شده توسط خورشید در واحد زمان از طریق واحد سطح عمود بر پرتوهای خورشید و در همان فاصله از آن با زمین قرار دارد. دمای سطح خورشید T = 5800K است. تابش خورشید نزدیک به تابش یک جسم کاملا سیاه در نظر گرفته می شود.

18.9. با فرض اینکه جو 10 درصد انرژی تابشی را جذب می کند. ارسال شده توسط خورشید، توان تابشی N دریافت شده از خورشید توسط بخش افقی زمین با یک مساحت را پیدا کنید S= 0.5 هکتار ارتفاع خورشید بالای افق φ = 30 درجه است. تابش خورشید نزدیک به تابش یک جسم کاملا سیاه در نظر گرفته می شود.


18.10. با دانستن مقدار ثابت خورشیدی برای زمین (به مسئله 18.8 مراجعه کنید)، مقدار ثابت خورشیدی را برای مریخ بیابید.

18.11. اگر حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی آن در طول موج λ = 484 نانومتر بیفتد، یک جسم کاملاً سیاه چه مقدار انرژی R e دارد؟


18.12. توان تابش جسم کاملاً سیاه N = 10 کیلو وات اگر حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی آن روی طول موج λ = 700 نانومتر بیفتد، مساحت S سطح تابشی جسم را بیابید.

18.13. در چه مناطقی از طیف، طول موج‌های مربوط به حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی است، اگر منبع نور: الف) مارپیچ یک لامپ الکتریکی (T = 3000 K) باشد. ب) سطح خورشید (T = 6000 K)؛ ج) یک بمب اتمی که در لحظه انفجار دما در آن ایجاد می شود T = 10 7 K تابش نزدیک به تابش یک جسم کاملا سیاه در نظر گرفته می شود.

18.14. شکل منحنی وابستگی چگالی طیفی درخشندگی انرژی یک جسم سیاه r λ را بر روی طول موج λ در دمای معین نشان می دهد. تا چه دمایی تیآیا این منحنی اعمال می شود؟ در این دما چند درصد از انرژی ساطع شده در طیف مرئی قرار دارد؟

18.15. هنگام گرم کردن یک جسم کاملا سیاه، طول موج λ، که حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی را به خود اختصاص می دهد، از 690 به 500 نانومتر تغییر کرد. در این حالت نفوذپذیری انرژی بدن چند برابر افزایش یافت؟

18.16. چه طول موجی λ حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی یک جسم کاملاً سیاه را با دمایی برابر با دما محاسبه می کند. t = 37 درجهبدن انسان، یعنی T = 310K؟

18.17. دمای T یک جسم کاملا سیاه با گرم شدن از 1000 به 3000 کلوین تغییر کرد. درخشندگی انرژی آن R e چند برابر افزایش یافت؟ طول موج λ چقدر تغییر کرده است که حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی را نشان می دهد؟ حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی r λ چند برابر افزایش یافته است ?

18.18. یک جسم کاملاً سیاه دارای دمای T 1 = 2900 K است. در نتیجه خنک شدن جسم، طول موج که حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی را به حساب می‌آورد، به میزان Δλ = 9 میکرومتر تغییر کرده است. بدن تا چه دمایی T2 سرد شده است؟

18.19. سطح بدن تا دمای T = 1000K گرم می شود. سپس نیمی از این سطح با ΔT = 100K گرم می شود، نیمی دیگر با ΔT = 100K خنک می شود. چند بار درخشندگی انرژی تغییر خواهد کرد آر اوه سطح این بدن؟

18.20. چه توان N باید به یک توپ فلزی سیاه شده به شعاع r داده شود = 2 سانتی متر برای حفظ دما در ΔT = 27K بالاتر از دمای محیط؟ دمای محیط T = 293 K. فرض کنید که گرما فقط در اثر تابش از بین می رود.

18.21. توپ سیاه شده از دمای T 1 = 300 K به T 2 = 293 K خنک می شود. طول موج λ چقدر تغییر کرده است. , مربوط به حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی آن است؟

18.22. جرم خورشید در یک سال بر اثر تابش چقدر کاهش می یابد؟ چقدر طول می کشد تا جرم خورشید نصف شود؟ دمای سطح خورشید تی= 5800 هزار. تابش خورشید ثابت فرض می شود.


اجسام کاملاً سفید و خاکستری که سطح یکسانی دارند تا دمای یکسان گرم می شوند. شار تابش حرارتی این اجسام Ф 0 (سفید) و Ф (خاکستری) را مقایسه کنید. جواب: 3. ف 0 <Ф.

اجسام کاملاً سیاه و خاکستری که سطح یکسانی دارند تا یک دما گرم می شوند. شار تابش حرارتی این اجسام Ф 0 (سیاه) و Ф (خاکستری) را مقایسه کنید. جواب: 2. ف 0 > اف.

بدنه مشکی ... پاسخ:

1. جسمی که تمام انرژی امواج الکترومغناطیسی تابیده شده به آن را بدون توجه به طول موج (فرکانس) جذب می کند.

یک جسم کاملاً سیاه دارای دمای T 1 = 2900 K است. در نتیجه سرد شدن جسم، طول موج که حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی را به حساب می‌آورد، به میزان Δλ=9 میکرومتر تغییر کرده است. بدن تا چه دمایی T2 سرد شده است؟ وینا ثابت با 1=2.9×10 -3 mK. جواب: 2. ت 2 = 290 هزار.

مشخص است که حداکثر انرژی تابش خورشید مربوط به موج l 0 = 0.48 میکرومتر است. شعاع خورشید R= m، جرم خورشید M= کیلوگرم. چقدر طول می کشد تا خورشید 1000000 کیلوگرم از جرم خود را از دست بدهد؟ پاسخ: 4. 2 × 10 -4 با.

دو منبع کاملاً سیاه تابش حرارتی وجود دارد. دمای یکی از آنها T 1 = 2500 K است. دمای منبع دیگر را در صورتی بیابید که طول موج متناظر با حداکثر تابش آن l=0.50 میکرومتر از طول موج متناظر با حداکثر گسیل منبع اول باشد. (ثابت قانون جابجایی وین b=0.29cm× TO). پاسخ: 3.T 2 = 1750 هزار.

دو منبع کاملاً سیاه تابش حرارتی وجود دارد. دمای یکی از آنها T 1 = 2500 K است. دمای منبع دیگری را در صورتی بیابید که طول موج متناظر با حداکثر تابش آن Δλ=0.50 میکرومتر از طول موج متناظر با حداکثر تابش منبع اول باشد. . جواب: 1. 1.75 کیلو کیلو.

یک سطح فلزی با مساحت S=15 سانتی متر مربع که تا دمای T=3 کیلو کلوین گرم شده است، 100 کیلوژول در دقیقه ساطع می کند. نسبت درخشندگی انرژی این سطح و جسم سیاه را در دمای معین تعیین کنید. وزن: 2. 0.2.

آیا ظرفیت جذب یک جسم خاکستری به موارد زیر بستگی دارد: الف) فرکانس تابش. ب) دما پاسخ: 3. الف) خیر; ب) بله.

قدرت تابش جسم کاملا سیاه N=34 کیلووات. دمای T این جسم را در صورتی بیابید که سطح آن S=0.6 متر مربع است. ثابت استفان بولتزمن d=5.67×10 -8 W/(m2×K2). جواب: 4. T=1000 K.

قدرت تابش یک سطح فلز داغ P'=0.67 کیلو وات است. دمای سطح T=2500 K مساحت آن S=10cm 2 . نسبت k از درخشندگی های انرژی این سطح و جسم کاملاً سیاه را در دمای معین بیابید (ثابت استفان بولتزمن σ=5.67×10 -8 W/(m2 ×K4)).

پاسخ: 1. k=0.3.

پاسخ: 1. 2.

دمای T کوره را بیابید، اگر مشخص شود که تابش سوراخ در آن به مساحت S=6.1 سانتی متر مربع دارای توان N=34.6 وات است. تابش نزدیک به تابش یک جسم کاملا سیاه در نظر گرفته می شود (S=5.67×10 -8 W/(m2 ×K4)). جواب: 2. T=1000K.

2. λm=0.97 میکرومتر.

پاسخ: 2. λm≈0.5 میکرومتر.

شکل وابستگی چگالی طیفی مواد (1و2) به طول موج را نشان می دهد. در مورد این مواد و دمای آنها چه می توان گفت؟

1) مواد یکسان هستند، T 1 > T 2.

2) مواد مختلف T 1

3) مواد یکسان هستند، نتیجه گیری در مورد نسبت دما غیرممکن است.

4) مواد یکسان هستند، T 1

5) مواد متفاوت هستند، نتیجه گیری در مورد نسبت دما غیرممکن است.

6) مواد یکسان هستند، T 1 \u003d T 2.

7) نتیجه گیری در مورد مواد غیرممکن است، T 1 > T 2.

8) مواد را نمی توان نتیجه گرفت، T 1

9) هیچ پاسخ صحیحی وجود ندارد. پاسخ: 9. هیچ پاسخ صحیحی وجود ندارد.

شکل نمودارهای وابستگی چگالی طیفی درخشندگی انرژی یک جسم سیاه را به طول موج تشعشع در دماهای مختلف T 1 و T 2 نشان می دهد، با T 1 > T 2 (T 1 tops در Ox بزرگتر از T 2 است). کدام یک از شکل ها به درستی قوانین تابش حرارتی را در نظر می گیرد؟ پاسخ: 1. صحیح.

سطح بدن تا دمای T=1000 K گرم می شود. سپس نیمی از این سطح با ΔT=100 K گرم می شود، دیگری با ΔT=100 K خنک می شود. درخشندگی انرژی متوسط ​​چند برابر خواهد شد سطح این بدن تغییر می کند؟

پاسخ: 3. 1.06 بار.

جریان الکتریکی از صفحه عبور می کند، در نتیجه به دمای تعادل T 0 \u003d 1400 K می رسد. پس از آن، قدرت جریان الکتریکی 2 برابر کاهش یافت. دمای تعادل جدید T را تعیین کنید. 2. T=1174 K.

عبارت صحیح را انتخاب کنید. پاسخ:

2. تابش یک جسم کاملاً سیاه در دمای معین از تابش هر جسم دیگری در همان دما بیشتر است.

عبارت صحیح را در مورد نحوه انتشار امواج الکترومغناطیسی انتخاب کنید. پاسخ:

4. امواج الکترومغناطیسی به طور پیوسته ساطع نمی شوند، اما در کوانتوم های جداگانه در هر دمای بالاتر از 0 K منتشر می شوند.

قطر رشته تنگستن در یک لامپ d=0.3 میلی متر طول رشته l=5 سانتی متر است.هنگامی که لامپ به شبکه ای با ولتاژ U=127V متصل می شود جریان I=0.31 A از طریق لامپ می گذرد. دمای T رشته را بیابید. فرض کنید پس از برقراری تعادل، تمام گرمای آزاد شده در رشته در نتیجه تابش از بین می رود. نسبت درخشندگی انرژی تنگستن و جسم سیاه برای دمای معین k=0.31 است. ثابت استفان بولتزمن d = 5.67 × 10-8 W / (m2 × K2).

جواب: 3. T=2600 K.

دو حفره وجود دارد (شکل را ببینید) با سوراخ های کوچک با قطر یکسان d=l.0 سانتی متر و سطوح بیرونی کاملاً بازتابنده. فاصله بین سوراخ ها l=10 سانتی متر است دمای ثابت در حفره 1 T 1 = 1700 K حفظ می شود دمای ثابت را در حفره 2 محاسبه کنید. 3.T 2 =400 K.

دو حفره وجود دارد (شکل را ببینید) با سوراخ‌های کوچک به قطر d سانتی‌متر و سطوح بیرونی کاملاً بازتابنده. فاصله بین سوراخ ها در حفره 1 در دمای ثابت T 1 حفظ می شود. دمای حالت پایدار در حفره 2 را محاسبه کنید.

توجه: به خاطر داشته باشید که جسم سیاه یک تابش کننده کسینوس است. 1. تی 2 =T1sqrt(d/2l).

مطالعه طیف تابش خورشیدی نشان می دهد که حداکثر چگالی طیفی تابش با طول موج l=500nm مطابقت دارد. با در نظر گرفتن خورشید به عنوان یک جسم کاملاً سیاه، میزان انتشار (Re) خورشید را تعیین کنید. 2. Re=64mW/m 2 .

قدرت تابش جسم کاملا سیاه N=10 کیلو وات. اگر حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی آن روی طول موج λ=700 نانومتر باشد، ناحیه S سطح تابشی جسم را بیابید. ثابت استفان بولتزمن d=5.67×10 -8 W/(m2×K2). پاسخ: 3.اس=6.0 سانتی متر مربع

الف) طول موج مربوط به حداکثر چگالی طیفی تابش (λmax).

ب) حداکثر انرژی ساطع شده توسط موجی با طول معین در واحد زمان از سطح واحد (rλ, t) با افزایش دمای جسم گرم شده. 3. الف) کاهش; ب) افزایش خواهد یافت.

یک جسم گرم شده تابش حرارتی را در کل محدوده طول موج تولید می کند. چگونه تغییر خواهد کرد:

الف) طول موج مربوط به حداکثر چگالی تابش طیفی (λmax).

ب) حداکثر انرژی ساطع شده توسط موجی با طول معین در واحد زمان از یک واحد سطح (rλ, t) با کاهش دمای جسم گرم شده.

جواب: 2. الف) افزایش; ب) کاهش یابد.

چند بار باید دمای ترمودینامیکی یک جسم سیاه را کاهش داد تا درخشندگی انرژی Re 16 برابر کاهش یابد؟ پاسخ: 1. 2.

دمای T کوره را بیابید، اگر مشخص شود که تابش سوراخ در آن به مساحت S=6.1 سانتی متر مربع دارای توان N=34.6 وات است. تابش نزدیک به تابش یک جسم کاملا سیاه در نظر گرفته می شود (S=5.67×10 -8 W/(m2 ×K4)).

جواب: 2. T=1000K.

اگر منبع نور مارپیچ یک لامپ باشد (T=3000 K) طول موج λm را که مربوط به حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی است، بیابید. تابش نزدیک به تابش یک جسم کاملا سیاه در نظر گرفته می شود. (Constant Vina С 1 = 2.9∙10-3 m∙K).

پاسخ: 2. λm=0.97 میکرومتر.

اگر سطح خورشید به عنوان منبع نور باشد، طول موج λm مربوط به حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی را پیدا کنید (T=6000 K). تابش نزدیک به تابش یک جسم کاملا سیاه در نظر گرفته می شود (ثابت وین C 1 = 2.9∙10 -3 m×K). پاسخ: 2. λm≈0.5 میکرومتر.

در زیر مشخصات تشعشعات حرارتی آورده شده است. کدام یک از آنها چگالی طیفی درخشندگی انرژی نامیده می شود؟ پاسخ:

3. انرژی تابش شده در واحد زمان در واحد سطح سطح بدن در فاصله واحد طول موج بسته به طول موج (فرکانس) و دما.

تعیین کنید که چند بار باید دمای ترمودینامیکی یک جسم سیاه را کاهش داد تا درخشندگی انرژی آن Re 39 برابر ضعیف شود؟ 3.T 1 / تی 2 =2.5.

تعیین کنید که اگر طول موج متناظر با حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی آن از 720 نانومتر به 400 نانومتر تغییر کند، چگونه و چند برابر قدرت تابش یک جسم سیاه تغییر خواهد کرد. جواب: 3. 10.5.

دمای بدن را تعیین کنید که در دمای محیط t = 27 0 C، 8 برابر بیشتر از انرژی جذب شده ساطع شود. پاسخ: 2.504 K.

یک حفره با حجم 1 لیتر با تابش حرارتی در دمای Τ پر می شود که آنتروپی آن ς = 0.8 10-21 J/K است. Τ برابر است با چیست؟ پاسخ: 1. 2000 هزار.

مساحت زیر منحنی توزیع انرژی تشعشع چقدر است؟

جواب: 3. درخشندگی انرژی.

برای افزایش درخشندگی انرژی یک جسم سیاه تا 16 برابر، لازم است دمای آن را λ برابر افزایش دهیم. λ را تعیین کنید. پاسخ: 1. 2.

برای افزایش درخشندگی انرژی یک جسم کاملا سیاه تا 16 برابر، لازم است دمای آن را λ برابر کاهش دهیم. λ را تعریف کنید. جواب: 3. 1/2.

آیا توانایی انتشار و جذب بدن خاکستری به موارد زیر بستگی دارد:

الف) فرکانس تابش

ب) دما

ج) آیا نسبت قدرت انتشار جسم به قدرت جذب آن به ماهیت جسم بستگی دارد؟

جواب: 2.آ) آره؛ ب) بله؛ ج) خیر

توپ سیاه شده از دمای T 1 = 300 K به T 2 = 293 K خنک می شود. طول موج λ مربوط به حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی آن چقدر تغییر کرده است (ثابت در قانون اول وین С 1 = 2.9×10-3 mK)؟ پاسخ: 2. Δλ=0.23 μm.

کدام مشخصه تابش حرارتی در SI بر حسب W/m2 اندازه گیری می شود؟ 1. درخشندگی انرژی.

چه جملاتی برای اجسام کاملا سیاه درست است؟

1- همه اجسام کاملاً سیاه در یک دمای معین دارای توزیع یکسان انرژی تابشی بر طول موج هستند.

3 - درخشندگی تمام اجسام کاملاً سیاه با دما تغییر می کند.

5- تابش جسم سیاه با افزایش دما افزایش می یابد. پاسخ: 1. 1، 3، 5.

کدام قانون در طول موج های مادون قرمز اعمال نمی شود؟

جواب: 3. قانون ریلی جین.

کدام یک از شکل ها به درستی قوانین تابش حرارتی را در نظر می گیرد (T 1 > T 2)؟ پاسخ:O:3.

قدرت تابش خورشید چقدر است؟ تابش خورشید نزدیک به تابش یک جسم کاملا سیاه در نظر گرفته می شود. دمای سطح خورشید T=5800K (R=6.96*108m شعاع خورشید است). پاسخ: 1. 3.9 × 1026 وات.

اگر حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی آن روی طول موج l=484 نانومتر بیفتد، یک جسم سیاه چه مقدار انرژی دارد. (C 1 = 2.9×10 -3 m×K). جواب: 4. 73 میلی وات بر متر 2 .

اگر حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی آن در طول موج λ=484 نانومتر بیفتد، یک جسم کاملاً سیاه چه میزان انرژی Re دارد (ثابت استفان بولتزمن σ=5.67×10 -8 W/(m2 × K4)، ثابت وین C 1 = 2.9×10 -3 m×K)؟ جواب: 3. Re=73.5 mW/m 2 .

یک سطح فلزی با مساحت S=15 سانتی متر مربع که تا دمای T=3 کیلو کلوین گرم شده است، 100 کیلوژول در دقیقه ساطع می کند. انرژی ساطع شده از این سطح را با فرض سیاه بودن آن تعیین کنید. پاسخ: 3.413 کیلوژول.

حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی یک جسم کاملاً سیاه که دمایی برابر با دمای t=37 درجه سانتیگراد بدن انسان دارد، یعنی T=310 K، کدام طول موج λ است؟ ثابت وین c1=2.9×10 –3 m×K. پاسخ: 5.λm= 9.3 میکرومتر

چه طول l حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی یک جسم کاملاً سیاه را که دمایی برابر با t 0 = 37 درجه سانتیگراد بدن انسان دارد را محاسبه می کند.

جواب: 3. 9.35 میکرون.

شکل منحنی توزیع انرژی تشعشعی یک جسم کاملا سیاه را در دمای معین نشان می دهد. مساحت زیر منحنی توزیع چقدر است؟

جواب: 1. Re=89 mW/m 2 .

شکل وابستگی (رئوس در Ox متفاوت است) چگالی طیفی مواد (1، 2) به طول موج را نشان می دهد. در مورد این مواد و دمای آنها چه می توان گفت؟

جواب: 7. مواد قابل استنباط نیست، ت 1 > تی 2.

حداکثر سرعت فوتوالکترون های خارج شده از سطح فلز را در صورتی که جریان نور با اعمال ولتاژ تاخیری U 0 = 3.7 V متوقف شود، تعیین کنید.

جواب: 5. 1.14 میلی متر بر ثانیه.

تعیین کنید اگر دمای ترمودینامیکی یک جسم سیاه 3 برابر شود، درخشندگی انرژی چگونه تغییر می کند؟ پاسخ: 81 برابر افزایش دهید.

اگر مشخص شود که حداکثر شدت طیف خورشید در ناحیه سبز λ=5×10 ‾5 سانتی متر است، دمای T خورشید را با در نظر گرفتن آن به عنوان یک جسم کاملاً سیاه تعیین کنید. جواب: 1. T=6000K.

طول موج متناظر با حداکثر شدت در طیف یک جسم کاملا سیاه که دمای آن 106 کلوین است را تعیین کنید. پاسخ 1.λ حداکثر =29Å.

تعیین کنید اگر طول موج متناظر با حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی آن از 720 نانومتر به 400 نانومتر تغییر کند، قدرت تابش یک جسم سیاه چند برابر افزایش می یابد. پاسخ: 4. 10.5.

بر اساس چه قانونی نسبت انتشار rλ,T یک ماده معین به قابلیت جذب aλ,T تغییر می کند؟

جواب : 2. const.

حفره با حجم 1 لیتر با تابش حرارتی در دمای 2000K پر می شود. ظرفیت گرمایی حفره C (J/K) را بیابید.

جواب: 4.2.4×10 -8 .

هنگام مطالعه ستارگان A و B، نسبت جرمهای از دست رفته توسط آنها در واحد زمان تعیین شد: DmA = 2DmB، و شعاع آنها: RA = 2.5RB. حداکثر انرژی تابشی ستاره B با موج lB=0.55 میکرومتر مطابقت دارد. کدام موج با حداکثر انرژی تابشی ستاره A مطابقت دارد؟ پاسخ: 1. lA=0.73 میکرومتر.

هنگامی که جسم سیاه گرم می شود، طول موج λ، که حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی را به خود اختصاص می دهد، از 690 به 500 نانومتر تغییر کرد. در این حالت درخشندگی انرژی بدن چند بار تغییر کرد؟ پاسخ: 4. 3.63 بار.

هنگام عبور از صفحه، نور با طول موج λ به دلیل جذب N 1 برابر و نور با طول موج λ 2 توسط N 2 برابر کاهش می یابد. اگر ضریب جذب λ 1 برابر با k 1 باشد، ضریب جذب نور با طول موج λ 2 را تعیین کنید. 3.k 2 =k 1 ×lnN 2 /lnN 1 .

دمای تعادل بدن T است. مساحت سطح تابشی S، ظرفیت جذب a. توان آزاد شده در بدن با P افزایش یافته است. دمای تعادل جدید T 1 را تعیین کنید. تی 1 = sqrt^4(تی^4+ پ/ مانند× psi).

با فرض اینکه تلفات حرارتی فقط به دلیل تشعشع است، تعیین کنید که چه مقدار نیرو باید به یک توپ مسی با قطر d=2 سانتی متر داده شود تا دمای آن برابر با t=17 ˚C در دمای محیط t 0 = -13 حفظ شود. ˚C. ظرفیت جذب مس را برابر با

A=0.6. پاسخ: 2. 0.1 وات.

با در نظر گرفتن نیکل به عنوان یک جسم سیاه، توان لازم برای حفظ دمای نیکل مذاب را در دمای 1453 0 C بدون تغییر در صورتی که مساحت سطح آن 0.5 سانتی متر مربع باشد تعیین کنید. پاسخ: 1. 25 وات.

دمای سطح داخلی کوره صدا خفه کن با سوراخ باز به قطر 6 سانتی متر 0 650 درجه سانتیگراد است. با فرض اینکه سوراخ کوره به صورت یک جسم سیاه تابش می کند، مشخص کنید که در صورت برق، چه کسری از توان توسط دیواره ها تلف می شود. مصرف کوره 600 وات است. پاسخ: 1. h=0.806.

درخشندگی انرژی یک جسم کاملا سیاه Re=3 × 10 4 وات بر متر مربع. طول موج λm مربوط به حداکثر تابش این جسم را تعیین کنید جواب: 1. λمتر=3.4×10 -6 متر

درخشندگی انرژی یک جسم سیاه ME=3.0 W/cm2. طول موج مربوط به حداکثر گسیل این جسم را تعیین کنید (S=5.67×10 -8 W/m 2 K 4، b=2.9×10 -3 m×K). پاسخ: 1. lm=3.4 میکرومتر.

درخشندگی انرژی یک جسم کاملا سیاه ME. طول موج مربوط به حداکثر گسیل این جسم را تعیین کنید. 1. لام= ب× sqrt^4(psi/ م).

درخشندگی انرژی جسم کاملا سیاه Re=3×104 W/m 2 . طول موج λm مربوط به حداکثر تابش این جسم را تعیین کنید جواب: 1. λm=3.4×10 -6 متر

هنگام مطالعه ستارگان A و B، نسبت جرمهای از دست رفته توسط آنها در واحد زمان تعیین شد: m A = 2m B و شعاع آنها: R A = 2.5 R B. حداکثر انرژی تابش ستاره B مربوط به موج  B = 0.55 میکرومتر است. کدام موج با حداکثر انرژی تابشی ستاره A مطابقت دارد؟ پاسخ 1. آ = 0.73 میکرومتر

گرفتن خورشید (شعاع 6.95 است × 108 متر) برای یک جسم سیاه و با توجه به اینکه حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی آن مطابق با طول موج 500 نانومتر است، تعیین کنید:

الف) انرژی ساطع شده از خورشید به صورت امواج الکترومغناطیسی به مدت 10 دقیقه.

ب) جرمی که خورشید در این مدت در اثر تابش از دست داده است.

جواب: 2. الف) 2.34 × 10 29 J; ب) 2.6×10 12 کیلوگرم.

یک توپ نقره ای (ظرفیت حرارتی - 230 J/gK، چگالی - 10500 کیلوگرم بر متر مکعب) با قطر d=1 سانتی متر در ظرف تخلیه شده قرار داده شد که دمای دیواره آن نزدیک به صفر مطلق حفظ شد. دمای اولیه T 0 = 300 K است. با توجه به اینکه سطح توپ کاملاً سیاه است، دریابید که چقدر طول می کشد تا دمای آن n=2 برابر کاهش یابد.

پاسخ: 4. 1.7 ساعت.

دمای (T) دیواره داخلی کوره با سوراخ باز با مساحت (S \u003d 50 سانتی متر مربع) 1000 کلوین است. اگر فرض کنیم که سوراخ کوره به صورت یک جسم سیاه تابش می کند، دریابید که چقدر توان دارد. اگر توان مصرفی کوره 1.2 کیلو وات باشد، دیوارها به دلیل هدایت حرارتی آنها از دست می دهند؟

جواب: 2. 283 وات.

دمای رشته تنگستن در یک لامپ 25 وات T=2450 K است. نسبت درخشندگی انرژی آن به درخشندگی انرژی یک جسم کاملا سیاه در دمای معین k=0.3 است. مساحت S سطح تابشی مارپیچ را پیدا کنید. (ثابت استفان بولتزمن σ=5.67×10 -8 W/(m2×K4)). جواب: 2.اس=4×10 -5 متر 2 .

دمای ستاره "آبی" 30000 کلوین است. شدت تابش یکپارچه و طول موج مربوط به حداکثر گسیل را تعیین کنید.

جواب: 4. J=4.6×1010 W/m 2 ; λ=9.6×10 -8 متر

دمای T یک جسم کاملا سیاه با گرم شدن از 1000 به 3000 کلوین تغییر کرد. طول موج λ چقدر تغییر کرد که حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی را به خود اختصاص می دهد (ثابت در قانون اول وین C 1 = 2.9 × 10 -3 m × K)؟ پاسخ: 1. Δλ=1.93 μm.

دمای T یک جسم کاملا سیاه با گرم شدن از 1000 به 3000 کلوین تغییر کرد. حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی rλ چند برابر افزایش یافت؟ پاسخ: 5. 243 بار.

جسم سیاه از دمای Τ=500K تا حدودی Τ1 گرم شد، در حالی که درخشندگی انرژی آن 16 برابر افزایش یافت. دمای Τ 1 برابر است با چند؟ پاسخ: 3. 1000 کیلو.

جسم سیاه از دمای Τto=500K تا Τ1=700K گرم شد.طول موج مربوط به حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی چگونه تغییر کرد؟

پاسخ: 1. کاهش 1.7 میکرون.

توپ نقره ای (ظرفیت حرارتی - 230 J/g × K، چگالی - 10500 کیلوگرم بر متر مکعب) با قطر d=1 سانتی متر در ظرف تخلیه شده قرار داده شد که دمای دیواره های آن نزدیک به صفر مطلق حفظ می شود. دمای اولیه T 0 = 300 K است. با توجه به اینکه سطح توپ کاملاً سیاه است، دریابید که چقدر طول می کشد تا دمای آن n=2 برابر کاهش یابد.

پاسخ: 5.2 ساعت.

بدن خاکستری ... پاسخ: ۲. جسمی که ظرفیت جذب آن برای همه فرکانس ها یکسان است و فقط به دما، ماده و وضعیت سطح بستگی دارد.

با فرض اینکه نیکل یک جسم سیاه است، توان لازم برای حفظ دمای نیکل مذاب را در دمای 1453 0 C بدون تغییر در صورتی که مساحت سطح آن 0.5 سانتی متر مربع باشد تعیین کنید. پاسخ: 1. 25.2 وات.

دمای یکی از دو منبع کاملاً سیاه T 1 = 2900 K. دمای منبع دوم T 2 را بیابید اگر طول موج متناظر با ماکزیمم تابش آن Δλ=0.40 میکرومتر از طول موج متناظر با حداکثر تابش باشد. از منبع اول جواب: 1. 1219 ک.

دمای سطح داخلی کوره صدا خفه کن با سوراخ باز به مساحت 30 سانتی متر مربع 1.3 کیلو کلوین است. با فرض اینکه دهانه کوره به صورت یک جسم سیاه تابش می کند، مشخص کنید که اگر توان مصرفی کوره 1.5 کیلو وات باشد، چه بخشی از توان توسط دیواره ها تلف می شود. پاسخ: 3.0.676.

دمای سطح یک جسم کاملا سیاه رنگ T=2500 K و مساحت آن S=10 سانتی متر مربع است. این سطح چه توان تابشی P دارد (ثابت استفان بولتزمن σ=5.67 × 10 -8 وات / (m2 × به 4))؟ جواب: 2. P=2.22 کیلو وات.

دمای T یک جسم کاملا سیاه با گرم شدن از 1000 به 3000 کلوین تغییر کرد. درخشندگی انرژی آن Re چند برابر افزایش یافت؟ پاسخ: 4. 81 بار.

جسم سیاه در دمای Τ 0 = 2900 K است. هنگامی که خنک می شود، طول موج مربوط به حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی 10 میکرون تغییر می کند. دمای Τ 1 را که بدن در آن خنک شده است را تعیین کنید. پاسخ: 1.264 K.

جسم سیاه از دمای Τ تا Τ1 گرم شد، در حالی که درخشندگی انرژی آن 16 برابر افزایش یافت. نسبت Τ 1 /Τ را پیدا کنید. پاسخ: 2. 2.

جسم سیاه از دمای T 1 = 600 K به T 2 = 2400 K گرم شد. تعیین کنید که درخشندگی انرژی آن چند بار تغییر کرده است. جواب: 4. 256 برابر شد.

با افزایش دما چه اتفاقی برای حداکثر گسیل جسم سیاه می افتد؟

پاسخ: 3. قدر افزایش می یابد، به طول موج های کوتاه تر تغییر می کند.

اثر فوتوالکتریک دروازه… پاسخ:

3. شامل وقوع photo-EMF به دلیل اثر فوتوالکتریک داخلی در نزدیکی سطح تماس فلز - هادی یا نیمه هادی با اتصال p-n است.

اثر فوتوالکتریک شیر... پاسخ:

1. وقوع EMF (عکس-EMF) هنگام روشن کردن تماس دو نیمه هادی مختلف یا یک نیمه هادی و یک فلز (در صورت عدم وجود میدان الکتریکی خارجی).

اثر فوتوالکتریک خارجی ... پاسخ:

1. عبارت است از بیرون کشیدن الکترون ها از سطح مواد جامد و مایع تحت تأثیر نور.

اثر فوتوالکتریک داخلی... پاسخ:

2. عبارت است از بیرون کشیدن الکترون ها از سطح مواد جامد و مایع تحت تأثیر نور.

حداکثر انرژی جنبشی فوتوالکترون ها در هنگام روشن کردن فلزی با تابع کاری A=2 eV توسط نور با طول موج λ=6.2×10 -7 متر چقدر است؟ پاسخ: 10 ولت.

راندمان یک لامپ الکتریکی 100 وات در ناحیه نور مرئی 1% η= است. تعداد فوتون های ساطع شده در یک ثانیه را تخمین بزنید. فرض کنید که طول موج ساطع شده 500 نانومتر است.

جواب: 2.2.5×10 18 ph/s

مرز قرمز اثر فوتوالکتریک برای مقداری فلز λ 0 . انرژی جنبشی فوتوالکترون ها چقدر است وقتی این فلز توسط نور با طول موج λ (λ) روشن می شود<λ 0). Постоянная Планка h, скорость света C. پاسخ: 3.ساعت× سی×(λ 0 - λ )/ λλ 0 .

مرز قرمز اثر فوتوالکتریک برای برخی فلزات  max = 275 نانومتر. حداقل مقدار انرژی فوتونی که باعث اثر فوتوالکتریک می شود چقدر است؟ پاسخ: 1. 4.5 ولت.

شکل مشخصه های جریان-ولتاژ دو فوتوکاتد را نشان می دهد که توسط یک منبع نور روشن می شوند. کدام فوتوکاتد بیشترین عملکرد کاری را دارد؟ پاسخ: 2>1.

شکل مشخصه جریان ولتاژ فتوسل را نشان می دهد. تعداد N فوتوالکترون هایی را که از سطح کاتد خارج می شوند در واحد زمان تعیین کنید.

جواب: 4.3.75×10 9 .

اثر فوتوالکتریک داخلی... پاسخ:

2. ناشی از تابش الکترومغناطیسی، انتقال الکترون ها در داخل یک نیمه هادی یا دی الکتریک از حالت های محدود به حالت های آزاد بدون فرار به خارج.

در کدام اثر فوتوالکتریک غلظت حامل های جریان آزاد تحت اثر نور فرودی افزایش می یابد؟

جواب: 2. داخلی.

در آزمایش استولتوف، یک صفحه روی منفی باردار با نور یک قوس ولتی تابش شد. یک صفحه روی در صورت تابش نور تک رنگ با طول موج  = 324 نانومتر تا چه حد پتانسیل شارژ می شود، اگر تابع کار الکترون های سطح روی Aout = 3.74 eV باشد؟ جواب: 2.1.71 ب.

الکترونهایی که در طول اثر فوتوالکتریک توسط نور کوبیده می شوند، زمانی که فوتوکاتد با نور مرئی تابش می شود، به طور کامل توسط ولتاژ معکوس U=1.2 V به تأخیر می افتد. طول موج نور فرودی λ=400 نانومتر است. مرز قرمز اثر فوتوالکتریک را تعیین کنید. 4. 652 نانومتر.

عبارات صحیح را انتخاب کنید:

1. اگر فرکانس تابش نور به فلز کمتر از فرکانس معین ν gr باشد، الکترون ها از فلز فرار می کنند.

2. اگر فرکانس تابش نور به فلز از فرکانس معین ν gr بیشتر باشد، الکترون ها از فلز فرار می کنند.

3. اگر طول موج نور تابیده شده به فلز از یک طول موج معین λ gr بیشتر باشد، از فلز فرار می کنند.

4. λ gr - طول موج، که برای هر فلز ثابت است.

5. ν gr - فرکانس برای هر ماده متفاوت است:

6. اگر طول موج نور تابیده شده به فلز کمتر از یک طول موج معین λ gr باشد، الکترون ها از فلز خارج می شوند. پاسخ: ب) 2، 5.

ولتاژ کندگیر برای یک صفحه پلاتین (تابع کار 6.3 eV) 3.7 ولت است. در شرایط مشابه برای صفحه دیگر، ولتاژ کندگیر 5.3 ولت است. تابع کار الکترون ها را از این صفحه تعیین کنید. پاسخ: 1. 4.7 eV.

مشخص است که طول موج تابش نور به فلز را می توان با فرمول تعیین کرد. معنی فیزیکی ضرایب a,b,c را مشخص کنید. پاسخ: 4.آثابت پلانک است،بتابع کار است،جسرعت نور در خلاء است.

اگر تعداد فوتون هایی که در واحد زمان روی فوتوکاتد می افتند به نصف کاهش یابد و طول موج 2 برابر افزایش یابد، وابستگی جریان نوری به ولتاژ بین فوتوکاتد و شبکه چگونه تغییر می کند. با نمودار مقایسه کنید پاسخ 1.

پتاسیم با نور تک رنگ با طول موج 400 نانومتر روشن می شود. کوچکترین ولتاژ تاخیری را که در آن جریان نوری متوقف می شود، تعیین کنید. تابع کار الکترون های پتاسیم 2.2 eV است. پاسخ: 3.0.91 V.

حداکثر انرژی جنبشی فوتوالکترونها وقتی فلزی با تابع کاری A=2 eV توسط نور با طول موج λ=550 نانومتر روشن می شود چقدر است؟ پاسخ: 1. 0.4 eV.

مرز قرمز اثر فوتوالکتریک برای فلز () 577 نانومتر است. حداقل مقدار انرژی فوتون (Emin) که باعث اثر فوتوالکتریک می شود را بیابید پاسخ: 1. 2.15 ولت.

مرز قرمز اثر فوتوالکتریک برای فلز () 550 نانومتر است. حداقل مقدار انرژی فوتون (Emin) که باعث اثر فوتوالکتریک می شود را بیابید. پاسخ: 1. 2.24 ولت.

حداکثر سرعت اولیه (حداکثر انرژی جنبشی اولیه) فوتوالکترون ها ... پاسخ:

2. به شدت نور فرودی بستگی ندارد.

فاصله S بین فوتوکاتد و آند وجود دارد و چنان اختلاف پتانسیل اعمال می‌شود که سریع‌ترین فوتوالکترون‌ها فقط می‌توانند نصف S را طی کنند. اگر فاصله بین الکترون‌ها برای همان اختلاف پتانسیل نصف شود، چه مسافتی را طی خواهند کرد؟ پاسخ:اس/4.

بزرگترین طول موج نور که در آن اثر فوتوالکتریک برای تنگستن رخ می دهد 275 نانومتر است. حداکثر سرعت الکترون های پرتاب شده از تنگستن توسط نور با طول موج 250 نانومتر را بیابید. پاسخ: 2. 4 × 10 5 .

پتانسیلی را پیدا کنید که یک توپ فلزی منفرد با تابع کاری A = 4 eV در هنگام تابش نور با طول موج λ = 3 × 10 -7 متر به آن شارژ می شود. پاسخ: 1. 0.14 V.

پیدا کنید که یک توپ فلزی منفرد با تابع کاری A=4 eV وقتی با نور با طول موج λ=3×10-7 تابش می‌شود، با چه پتانسیل شارژ می‌شود. جواب: 2.8.5×10 15 .

طول موج تابشی را پیدا کنید که جرم فوتون آن برابر با جرم سکون الکترون است. پاسخ: 3.2.43 بعد از ظهر

ولتاژی را که در آن لوله اشعه ایکس به گونه ای کار می کند که حداقل موج تابش برابر با 0.5 نانومتر باشد را پیدا کنید.

جواب: 2. 24.8 کیلو ولت.

فرکانس ν نوری که الکترون‌ها را از فلز بیرون می‌کشد را پیدا کنید، که کاملاً با اختلاف پتانسیل Δφ=3 V به تأخیر می‌افتد. فرکانس قطع اثر فوتوالکتریک ν 0 =6×10 14 هرتز است.

پاسخ: 1. ν \u003d 13.2 × 10 14 هرتز

نور تک رنگ (λ=0.413 میکرومتر) روی یک صفحه فلزی می افتد. هنگامی که اختلاف پتانسیل میدان الکتریکی کندکننده به U=1 V رسید، جریان فوتوالکترون‌هایی که از سطح فلز فرار می‌کنند کاملاً متوقف می‌شود. تابع کار را تعیین کنید. جواب: 2.آ=3.2×10 -19 جی.

در هر ثانیه 10 19 فوتون نور تک رنگ با توان 5 وات روی سطح فلز می افتند. برای متوقف کردن انتشار الکترون ها، باید اختلاف پتانسیل تاخیری 2 ولت را اعمال کنید. تابع کار الکترون ها (بر حسب eV) را تعیین کنید.

جواب: 1.1.125.

در هر ثانیه 1019 فوتون نور تک رنگ با توان 6.7 وات روی سطح فلز می افتند. برای متوقف کردن انتشار الکترون ها، باید یک اختلاف پتانسیل محدود کننده 1.7 V اعمال کنید. تعیین کنید:

الف) تابع کار الکترونها

ب) حداکثر سرعت فوتوالکترون ها.

پاسخ: 1. الف) 2.5 eV; ب) 7.7×10 5 ام‌اس.

نور تک رنگ با طول موج λ=310 نانومتر روی سطح لیتیوم می افتد. برای متوقف کردن جریان نوری، لازم است یک اختلاف پتانسیل تاخیری Uz حداقل 1.7 V اعمال شود. تابع کار الکترون ها از لیتیوم را تعیین کنید.

پاسخ: 2. 2.31 eV.

شکل 1 مشخصه های جریان-ولتاژ یک فتوسل را هنگامی که با نور تک رنگ از دو منبع با فرکانس V1 (منحنی 1) و V2 (منحنی 2) روشن می شود، نشان می دهد. بزرگی شارهای نور را مقایسه کنید، با این فرض که احتمال کوبیدن الکترون ها به فرکانس بستگی ندارد.

جواب: 2. ف 1 <Ф 2 .

شکل 1 مشخصه های جریان-ولتاژ یک فتوسل را هنگامی که با نور تک رنگ از دو منبع با فرکانس V1 (منحنی 1) و V2 (منحنی 2) روشن می شود، نشان می دهد. فرکانس های V 1 و V 2 را مقایسه کنید.

گزینه ها: پاسخ 1.V 1 > V 2 .

شکل مشخصه های جریان ولتاژ فتوسل را نشان می دهد. کدام اظهارات درست است؟ ν فرکانس نور فرودی، Ф شدت است. جواب: 1. v 1 >ν 2 ، اف 1 = اف 2 .

شکل وابستگی اختلاف پتانسیل کندگیر Uz به فرکانس نور فرودی ν را برای برخی مواد نشان می دهد (1، 2). عملکرد کار A out برای این مواد چگونه مقایسه می شود؟ جواب: 2. الف 2 > A 1 .

شکل مشخصه های جریان-ولتاژ یک فتوسل را هنگامی که با نور تک رنگ از دو منبع با فرکانس v و v 2 روشن می شود، نشان می دهد. فرکانس های v  و v 2 را با هم مقایسه کنید. جواب: 2.v > v 2 .

شکل مشخصه جریان-ولتاژ اثر فوتوالکتریک را نشان می دهد. تعیین کنید که کدام منحنی با نور زیاد (Ee) کاتد در همان فرکانس نور مطابقت دارد.

جواب: 1. منحنی 1.

شکل مشخصه جریان-ولتاژ اثر فوتوالکتریک را نشان می دهد. تعیین کنید که کدام منحنی با فرکانس بالاتر نور، با روشنایی یکسان کاتد مطابقت دارد.

پاسخ: 3. فرکانس ها برابر هستند.

شکل مشخصه های جریان-ولتاژ یک فتوسل را هنگامی که با نور تک رنگ از دو منبع با فرکانس v و v 2 روشن می شود، نشان می دهد. جواب: 2.v > v 2.

تابع کار یک الکترون از سطح یک فلز A1=1 eV و از دیگری A2=2 eV. اگر انرژی فوتون تابش تابیده شده به آنها 4.8×10 -19 J باشد، اثر فوتوالکتریک در این فلزات مشاهده خواهد شد؟ پاسخ: 3. برای هر دو فلز خواهد بود.

تابع کار یک الکترون از سطح یک فلز A1=1 eV و از دیگری A2=2 eV. اگر انرژی فوتون تابش تابشی بر روی آنها 2.8×10 -19 J باشد، اثر فوتوالکتریک در این فلزات مشاهده خواهد شد؟ پاسخ: 1. فقط برای فلز با عملکرد کار A1.

تابع کار یک الکترون از سطح سزیم A out \u003d 1.89 eV است. اگر فلز با نور زرد با طول موج =589 نانومتر روشن شود، الکترون‌ها با چه حداکثر سرعتی از سزیم خارج می‌شوند؟ جواب: 4. ν=2.72×10 5 ام‌اس.

تابع کار یک الکترون از سطح یک فلز A1=1 eV و از دیگری A2=2 eV. اگر انرژی فوتون تابیده شده به آنها 4.8×10 -19 J باشد، آیا اثر فوتوالکتریک در این فلزات مشاهده خواهد شد؟ جواب: 4. خیر، برای هر دو فلز.

بعد در سیستم SI عبارت h×k، که h ثابت پلانک است، k عدد موج است: جواب: 5. kg×m/s.

یک لوله اشعه ایکس که تحت ولتاژ U=50 کیلو ولت کار می کند و جریان I را مصرف می کند، فوتون هایی با طول موج متوسط ​​λ در یک زمان tN ساطع می کند. بازده η را تعیین کنید. پاسخ:Nhc/ IUtλ.

اگر چشم نوری با طول موج 1 میکرون را با توان شار نور 4 × 10 -17 وات درک کند، برای 1 sv چشم انسان چند فوتون می افتد؟ جواب: 1.201.

تابش E=107J با طول موج =1μm چند فوتون دارد؟ پاسخ: 5.04×10 11 .

شکل 1 مشخصه های جریان ولتاژ یک فتوسل را نشان می دهد که با نور تک رنگ از دو منبع با فرکانس n 1 (منحنی 1) و n 2 (منحنی 2) روشن می شود. فرکانس های n 1 و n 2 را مقایسه کنید. پاسخ: 1.n 1 > n 2 .

تابع کار را تعیین کنید. جواب: 2. A=3.2×10 -19 جی.

اگر مرز قرمز اثر فوتوالکتریک lр=500 نانومتر (h=6.62×10 -34 J×s، s=3×108m/s) باشد، تابع کار A الکترون‌های سدیم را تعیین کنید. پاسخ: 1. 2.49 ولت.

حداکثر سرعت V max فوتوالکترون هایی که از سطح نقره می گریزند توسط تابش فرابنفش با طول موج l=0.155 میکرومتر را تعیین کنید. در تابع کار برای نقره A=4.7 eV. پاسخ: 1.1.08 میلی متر بر ثانیه.

طول موج "حاشیه قرمز" اثر فوتوالکتریک را برای آلومینیوم تعیین کنید. تابع Work And vy =3.74 Ev. جواب: 2.3.32×10 -7 .

حد قرمز Lam اثر فوتوالکتریک را برای سزیم تعیین کنید، اگر وقتی سطح آن با نور بنفش موج بلند λ=400 نانومتر تابیده شود، حداکثر سرعت فوتوالکترون ها 0.65 im/s (h=6.626×10 -34 J×) باشد. s). پاسخ: 640 نانومتر

اگر تابع کار 4.74 eV باشد، "حاشیه قرمز" اثر فوتوالکتریک را برای نقره تعیین کنید. جواب: 2.λ 0 =2.64×10 -7 متر

حداکثر سرعت فوتوالکترون ها را در صورتی که جریان نوری با اختلاف پتانسیل تاخیری 1 ولت تبدیل شود (بار الکترون 1.6×10-19 درجه سانتی گراد، جرم الکترون 9.1×10-31 کیلوگرم) تعیین کنید. پاسخ: 1.0.6×10 6 ام‌اس.

ترتیب وابستگی را تعیین کنید

الف) جریان اشباع

ب) تعداد فوتوالکترون هایی که از کاتد خارج می شوند در واحد زمان

با اثر فوتوالکتریک ناشی از روشنایی انرژی کاتد.

جواب: 3. الف) 1; ب) 1.

فتوکاتد توسط منابع نور تک رنگ مختلف روشن می شود. وابستگی جریان نوری به ولتاژ بین کاتد و آند با یک منبع نور با منحنی 1 و با منبع دیگر با منحنی 2 نمایش داده می شود (شکل 1). منابع نور چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟ پاسخ: 2. منبع نور اول فرکانس تابش بیشتری نسبت به دومی دارد.

فوتون های با انرژی E=5 eV فوتوالکترون ها را از فلز با تابع کاری A=4.7 eV بیرون می کشند. حداکثر تکانه انتقال یافته به سطح این فلز هنگام گسیل یک الکترون را تعیین کنید.

جواب: 4.2.96×10 -25 kg×m/s

فوتوالکترون های خارج شده از سطح فلز با اعمال ولتاژ معکوس U=3 ولت کاملا متوقف می شوند.اثر فوتوالکتریک برای این فلز در فرکانس نور تک رنگ فرودی ν=6 شروع می شود. × 10 14 s -1. تابع کار الکترون های این فلز را تعیین کنید. پاسخ: 2. 2.48 ولت.

فوتوالکترون های خارج شده از سطح فلز در Uo=3 V کاملا متوقف می شوند. اثر فوتوالکتریک برای این فلز در فرکانس n 0 = 6×10 14 s -1 شروع می شود. فرکانس نور فرودی را تعیین کنید. جواب: 1. 1.32×10 15 با -1 .

الف) a=h/A خارج؛ c=m/2h.

ب) a=h/A out; c=2h/m.

ج) a=A out / h; c=2h/m.

د) پاسخ صحیحی وجود ندارد. پاسخ: د) پاسخ صحیحی وجود ندارد.

الف) a=h/A خارج؛ c=m/2h.

ب) a=h/A out; c=2h/m.

ج) a=A out / h; c=m/2h.

د) a=A out /h; c=2h/m. پاسخ: ج)آ= آ خروج / ساعت; ج= متر/2 ساعت.

اگر میانگین طول موج نور خورشید  cf \u003d 550 نانومتر، ثابت خورشیدی  \u003d 2 کالری / (cm 2 دقیقه) باشد، در هر 1 سانتی‌متر مربع از سطح زمین، عمود بر پرتوهای خورشید، تعداد فوتون‌هایی که در 1 دقیقه می‌افتند، تعیین کنید. . پاسخ: 3.n=2.3×10 19 .

سرعت فوتوالکترون های بیرون کشیده شده از سطح نقره توسط پرتوهای فرابنفش (λ=0.15 میکرومتر، m e = 9.1×10 -31 کیلوگرم) را تعیین کنید. جواب: 3.1.1×10 6 ام‌اس.

"حاشیه قرمز" n 0 اثر فوتوالکتریک به چه مقادیری بستگی دارد؟

جواب: 1. از ماهیت شیمیایی ماده و حالت سطح آن.

صفحه سزیمی با نوری با طول موج =730 نانومتر روشن می شود. حداکثر سرعت فرار الکترون v=2.5×10 5 m/s است. یک پلاریزه در مسیر پرتو نور نصب شده بود. درجه پلاریزاسیون P=0.16. اگر تابع کار برای سزیم A out = 1.89 eV باشد، حداکثر سرعت فرار الکترون چقدر خواهد بود؟

جواب: 4.v 1 =2.5×10 5 ام‌اس.

ثابت پلانک h یک بعد دارد. جواب: 5. J×s.

به طور کلی پذیرفته شده است که در فتوسنتز حدود 9 فوتون برای تبدیل یک مولکول دی اکسید کربن به هیدروکربن و اکسیژن لازم است. فرض کنید که طول موج تابش بر روی نیروگاه 670 نانومتر است. بازده فتوسنتز چقدر است؟ در نظر بگیرید که 29٪ برای واکنش شیمیایی معکوس لازم است. 2. 29%.

هنگامی که یک فلز با فلز دیگر جایگزین می شود، طول موج مربوط به "حاشیه قرمز" کاهش می یابد. در مورد عملکرد کاری این دو فلز چه می توان گفت؟

پاسخ: 2. فلز دوم بیشتر است.

به طور کلی پذیرفته شده است که در فتوسنتز حدود 9 فوتون برای تبدیل یک مولکول دی اکسید کربن به هیدروکربن و اکسیژن لازم است. فرض کنید طول موج نوری که روی یک گیاه می افتد 670 نانومتر است. بازده فتوسنتز چقدر است؟ در نظر بگیرید که 4.9 eV در طی واکنش شیمیایی معکوس آزاد می شود. پاسخ: 2. 29 درصد.

طول موج لبه قرمز اثر فوتوالکتریک برای روی چقدر است؟ تابع کار برای روی A=3.74 eV (ثابت پلانک h=6.6 × 10 -34 J × با؛ بار الکترون e=1.6 × 10-19 درجه سانتیگراد). 3.3.3x10 -7 متر

حداکثر سرعت الکترونی که توسط نور با طول موج 550 نانومتر از سطح سدیم خارج می شود (تابع کار - 2.28 eV) چقدر است؟ پاسخ: 5. پاسخ صحیحی وجود ندارد.

حداکثر سرعت الکترونی که توسط نور با طول موج 480 نانومتر از سطح سدیم خارج می شود (تابع کار - 2.28 eV) چقدر است؟ پاسخ: 3. 3 × 105 متر بر ثانیه.

الکترونی که توسط میدان الکتریکی شتاب می گیرد، سرعتی به دست می آورد که جرم آن برابر با دو برابر جرم سکون می شود. اختلاف پتانسیل عبور شده توسط الکترون را بیابید.

جواب: 5. 0.51 میلی ولت.

انرژی یک فوتون نور تک رنگ با طول موج λ برابر است با: پاسخ 1.hc/λ.

آیا عبارات زیر درست است: الف) پراکندگی زمانی اتفاق می‌افتد که یک فوتون با یک الکترون آزاد برهمکنش می‌کند، و اثر فوتوالکتریک هنگام برهمکنش با الکترون‌های مقید اتفاق می‌افتد. ب) جذب یک فوتون توسط یک الکترون آزاد غیرممکن است، زیرا این فرآیند با قوانین بقای تکانه و انرژی در تضاد است. 3. الف) بله ب) بله

در چه موردی اثر کامپتون معکوس مشاهده می شود که با کاهش طول موج در نتیجه پراکندگی نور بر روی یک ماده همراه است؟ 2. در برهم کنش یک فوتون با الکترون های نسبیتی

در نتیجه اثر کامپتون، برخورد فوتون با الکترون از طریق زاویه q = 900 پراکنده شد. انرژی e' فوتون پراکنده 0.4 مگا ولت است. انرژی فوتون (e) را قبل از پراکندگی تعیین کنید. 1.1.85 مگا ولت

در نتیجه پراکندگی کامپتون، در یک مورد، فوتون با زاویه ای نسبت به جهت اصلی فوتون فرودی پرواز کرد و در حالت دیگر، در یک زاویه. در چه صورت طول موج تابش پس از پراکندگی طولانی تر است و در چه صورت الکترون شرکت کننده در برهمکنش انرژی بیشتری دریافت کرد؟

4. 2 , 2

در نتیجه اثر کامپتون، فوتونی که با یک الکترون برخورد می‌کند از طریق زاویه 90 0 پراکنده شد. انرژی فوتون پراکنده E’=6.4*10^-14 J. انرژی فوتون E را قبل از پراکندگی تعیین کنید. (s=3*10^8m/s, me=9.1*10^-31kg). 2. 1.8*10^-18J

تفاوت بین ماهیت برهمکنش یک فوتون و یک الکترون در اثر فوتوالکتریک (PE) و اثر کامپتون (EC) چیست؟

2. PE: یک فوتون با یک الکترون مقید تعامل می کند و EC جذب می شود: یک فوتون با یک الکترون آزاد تعامل می کند و پراکنده می شود.

اثر کامپتون برای چه طول موج هایی قابل توجه است؟

1. امواج اشعه ایکس

اثر کامپتون برای چه طول موج هایی قابل توجه است؟ اثر کامپتون برای طیف امواج اشعه ایکس ~ 10 قابل توجه است -12 متر

1 - شدید برای مواد با وزن اتمی کم.

4- ضعیف برای مواد با وزن اتمی زیاد. 2) 1,4

کدام یک از نظم های زیر در معرض پراکندگی کامپتون است؟

1- در زوایای پراکندگی یکسان، تغییر طول موج برای همه مواد پراکنده یکسان است.

4. تغییر در طول موج در حین پراکندگی با افزایش زاویه پراکندگی افزایش می یابد 2) 1,4

طول موج تابش پرتو ایکس چقدر بود، اگر در پراکندگی کامپتون این تابش توسط گرافیت در زاویه 60 درجه، طول موج تابش پراکنده برابر با 2.54∙10-11 متر بود. 4. 2.48∙10-11 متر

طول موج l0 تابش اشعه ایکس چقدر بود، اگر در حین پراکندگی کامپتون این تابش توسط گرافیت در زاویه j = 600، طول موج تابش پراکنده برابر با l = 25.4 pm بود. 4. l0= 24.2*10-12m

کدام یک از عبارات زیر فرمول تجربی به دست آمده توسط کامپتون است (q زاویه پراکندگی است)؟

1.∆l= 2ساعت*(sinQ/2)^2/ متر* ج

طول موج پرتوهای ایکس چقدر بود، اگر وقتی این تابش توسط ماده ای با زاویه 60 درجه پراکنده می شود، طول موج پرتوهای ایکس پراکنده λ1 = 4 * 10-11 متر است. 4.λ=2.76*10-11m

یک فوتون باید چه انرژی داشته باشد تا جرم آن با جرم بقیه الکترون برابر باشد؟ 4.8.19*10-14 J

یک الکترون کامپتون با زاویه 30 درجه پرتاب شد. تغییر طول موج یک فوتون با انرژی 0.2 مگا الکترون ولت، زمانی که توسط یک الکترون آزاد در حالت سکون پراکنده می شود را پیدا کنید. ساعت 4.3.0 بعد از ظهر

کامپتون دریافت که تفاوت نوری بین طول موج تابش پراکنده و تابشی به موارد زیر بستگی دارد:

3. زاویه پراکندگی

طول موج کامپتون (زمانی که فوتون به الکترون پراکنده می شود) برابر است با: 1. ساعت/ متر* ج

آیا الکترون آزاد می تواند فوتون را جذب کند؟ 2. خیر

اگر فوتونی با طول موج λ=4pm با زاویه 90 0 توسط یک الکترون آزاد در حالت سکون پراکنده شود، انرژی جنبشی یک الکترون پس‌زن را بیابید. 5) 3.1*10 5 eV.

تغییر فرکانس فوتون پراکنده شده توسط الکترون در حالت سکون را بیابید.

h- نوار ثابت; m 0 - جرم استراحت یک الکترون؛ c سرعت نور است. ν فرکانس فوتون است.

ν′ بسامد فوتون پراکنده است. φ - زاویه پراکندگی؛

2) ∆ν= ساعت * ν * ν '*(1- cosφ ) / ( متر 0 * ج 2 );

شکل 3 نمودار برداری پراکندگی کامپتون را نشان می دهد. کدام یک از بردارها نشان دهنده تکانه فوتون پراکنده است؟ 1) 1

شکل 3 نمودار برداری پراکندگی کامپتون را نشان می دهد. کدام یک از بردارها نشان دهنده تکانه الکترون پس زدن است؟ 2) 2

2. 2.5*10^8m/s

شکل وابستگی شدت تابش اولیه و ثانویه را به طول موج نور در زمانی که نور بر روی برخی از مواد پراکنده می شود نشان می دهد. در مورد وزن اتمی (A 1 و A 2) این مواد (1،2) چه می توان گفت؟ λ طول موج تابش اولیه است، λ / طول موج تابش ثانویه است.

1) الف 1 < آ 2

حداکثر تغییر طول موج را زمانی که نور توسط پروتون ها پراکنده می شود، تعیین کنید. 2) ∆λ=2.64*10 -5 Ǻ;

روی چه ذراتی می توان اثر کامپتون را مشاهده کرد؟

1 - الکترون های آزاد

2 - پروتون 3 - اتم های سنگین

4 - نوترون

5 - یون های فلزی مثبت 3) 1, 2, 3

یک شار نوری تک رنگ جهت‌دار Ф با زاویه a=30 درجه روی صفحه‌های کاملاً سیاه (A) و آینه (B) می‌افتد (شکل 4) اگر صفحات A و B هستند به ترتیب فشار نور pa و pv را مقایسه کنید درست شد 3.pa

شکل 2 نمودار برداری از پراکندگی کامپتون را نشان می دهد. زاویه پراکندگی φ=π/2. کدام یک از بردارها با تکانه فوتون پراکنده مطابقت دارد؟ 3. φ=180 O

شکل 2 نمودار برداری از پراکندگی کامپتون را نشان می دهد. در چه زاویه ای از پراکندگی فوتون ها تغییر طول موج آنها Δλ حداکثر است؟ 3 . φ=180 O

حداکثر سرعت الکترون های ساطع شده از فلز تحت اثر تابش γ با طول موج 0.030A λ را تعیین کنید.

2. 2.5*10^8m/s

طول موج λ تابش اشعه ایکس را تعیین کنید اگر با پراکندگی کامپتون این تابش در زاویه Θ \u003d 60 درجه، طول موج تابش پراکنده λ 1 57 بعد از ظهر بود. 5) λ = 55.8 * 10 -11 متر

کشف اثر کامپتون ثابت کرد که ... ب) فوتون می تواند هم به صورت ذره و هم به صورت موج رفتار کند

ه) هنگامی که یک الکترون و یک فوتون برهم کنش می کنند، انرژی فوتون کاهش می یابد2) ب، ه

پرتوهای نوری پراکنده شده توسط ذرات ماده از یک عدسی همگرا عبور کرده و یک الگوی تداخلی ایجاد کردند. چی میگه؟ 5. انرژی اتصال الکترون ها در اتم های ماده از انرژی فوتون بیشتر است

اشعه ایکس (λ = 5 بعد از ظهر) توسط موم پراکنده می شود. طول λ 1 موج پرتو ایکس را که با زاویه 145 درجه پراکنده شده است، پیدا کنید (Λ طول موج کامپتون است).

3) λ 1 = 4,65 * 10 -11 متر

پرتوهای ایکس با طول موج 0.2Ǻ (2.0 * 10 -11 متر) پراکندگی کامپتون را در زاویه 90 درجه تجربه می کنند. انرژی جنبشی الکترون پس زدن را پیدا کنید. 2)6,6*10 3 eV;

اشعه ایکس با طول موج  0 = 70.8 pm پراکندگی کامپتون را روی پارافین تجربه می کند. طول موج λ پرتوهای ایکس پراکنده در جهت =/2( c =2.22pm) را پیدا کنید.64.4pm 4. 73.22 بعد از ظهر

پرتوهای ایکس با طول موج λ 0 = 7.08 * 10 -11 متر پراکندگی کامپتون روی پارافین را تجربه می کنند. طول موج پرتوهای ایکس را که با زاویه 180 درجه پراکنده شده اند، پیدا کنید. 3)7,57*10 -11 متر

اشعه ایکس با طول موج l0=70.8pm پراکندگی کامپتون را روی پارافین تجربه می کند. طول موج l پرتوهای ایکس پراکنده در جهت j=p/2 (mel=9.1*10-31kg) را بیابید. 3.73.22 * 10-12m

اشعه ایکس با طول موج l0=70.8pm پراکندگی کامپتون را روی پارافین تجربه می کند. طول موج l پرتوهای ایکس پراکنده در جهت j=p(mel=9.1*10-31kg) را پیدا کنید. 2.75.6 * 10-12 متر

تابش اشعه ایکس با طول موج l=55.8 pm توسط یک کاشی گرافیتی (اثر کامپتون) پراکنده می شود. طول موج l' نور پراکنده در زاویه q = 600 نسبت به جهت پرتو نور فرودی را تعیین کنید. 1. 57 بعد از ظهر

یک فوتون با انرژی 1.00 مگا ولت توسط یک الکترون آزاد در حالت سکون پراکنده شد. اگر فرکانس فوتون پراکنده شده با ضریب 1.25 تغییر کرده باشد، انرژی جنبشی الکترون پس زدن را بیابید. 2) 0.2 مگا ولت

انرژی فوتون فرودی hυ=0.1 مگا الکترون ولت، حداکثر انرژی جنبشی الکترون پس زدگی 83 KeV است. طول موج اولیه را تعیین کنید. 3) λ=10 -12 متر

یک فوتون با انرژی e=0.12 مگا الکترون ولت توسط یک الکترون آزاد در ابتدا در حالت استراحت پراکنده شد.مطمئن است که طول موج فوتون پراکنده 10 درصد تغییر کرده است. انرژی جنبشی الکترون پس زدگی (T) را تعیین کنید. 1. 20 کو

یک فوتون با انرژی e = 0.75 MeV توسط یک الکترون آزاد در زاویه q = 600 پراکنده شد. با فرض اینکه انرژی جنبشی و تکانه الکترون قبل از برخورد با فوتون ناچیز باشد، انرژی e فوتون پراکنده را تعیین کنید. 1. 0.43 مگا ولت

یک فوتون با انرژی E=1.025 مگا الکترون ولت توسط یک الکترون آزاد اولیه در حالت استراحت پراکنده شد. اگر طول موج فوتون پراکنده برابر با طول موج کامپتون λc=2.43 pm باشد، زاویه پراکندگی فوتون را تعیین کنید. 3. 60 ˚

یک فوتون با انرژی j=1.025 MeV توسط یک الکترون آزاد در حالت استراحت پراکنده شد. طول موج فوتون پراکنده برابر با طول موج کامپتون lK=2.43 pm بود. زاویه پراکندگی q را پیدا کنید. 5. 600

یک فوتون با انرژی j=0.25 MeV توسط یک الکترون آزاد در حالت سکون پراکنده شد. اگر طول موج فوتون پراکنده 20 درصد تغییر کرده باشد، انرژی جنبشی الکترون پس را تعیین کنید. 1. = 41.7 کو

یک پرتو باریک از تابش پرتو ایکس تک رنگ به یک ماده پراکنده برخورد می کند. طول موج تابش پراکنده در زوایای q1=600 و q2=1200 1.5 برابر متفاوت است. اگر پراکندگی روی الکترون های آزاد رخ دهد، طول موج تابش فرودی را تعیین کنید. 3. 3.64 بعد از ظهر

یک پرتو باریک از تابش پرتو ایکس تک رنگ به یک ماده پراکنده برخورد می کند. به نظر می رسد که طول موج تابش پراکنده شده در زوایای θ1=60˚ و θ2=120˚ 1.5 برابر متفاوت است. با فرض اینکه پراکندگی روی الکترون های آزاد اتفاق می افتد، طول موج تابش فرودی را تعیین کنید. ساعت 3.3.64 بعد از ظهر

فوتون با زاویه 120˚ θ= توسط یک الکترون آزاد در حالت استراحت اولیه پراکنده شد. اگر انرژی فوتون پراکنده 0.144 مگا ولت باشد، انرژی فوتون را تعیین کنید. 2) hν = 250 کو.

2) دبلیو= hc به / (+ به )

یک فوتون با طول موج  پراکندگی عمود بر کامپتون توسط یک الکترون آزاد در حالت سکون را تجربه کرد. طول موج کامپتون  K. انرژی الکترون پس زدگی را بیابید. 4) پ= ساعت* sqrt((1/ )2+(1/( + به ))2)

یک فوتون با طول موج λ=6 pm در زوایای قائمه توسط یک الکترون آزاد در حالت سکون پراکنده شد. طول موج فوتون پراکنده را پیدا کنید. 2) ساعت 8.4 بعد از ظهر

یک فوتون با طول موج λ = 5 بعد از ظهر پراکندگی کامپتون را با زاویه υ = 90 0 روی یک الکترون آزاد در ابتدا تجربه کرد. تغییر طول موج در هنگام پراکندگی را تعیین کنید. 1) ساعت 2:43 بعد از ظهر

یک فوتون با طول موج λ = 5 بعد از ظهر، پراکندگی کامپتون را در زاویه Θ = 60 درجه تجربه کرد. تغییر طول موج در هنگام پراکندگی را تعیین کنید (Λ طول موج کامپتون است).

2) Δλ=Λ/2

یک فوتون با طول موج λ = 5 بعد از ظهر پراکندگی کامپتون را با زاویه υ = 90 0 روی یک الکترون آزاد در ابتدا تجربه کرد. انرژی الکترون پس زدگی را تعیین کنید.

3) 81 کو

یک فوتون با طول موج λ = 5 بعد از ظهر پراکندگی کامپتون را با زاویه υ = 90 0 روی یک الکترون آزاد در ابتدا تجربه کرد. تکانه الکترون پس زدگی را تعیین کنید.

4) 1,6 *10 -22 kg*m/s

یک فوتون که برخورد با یک الکترون آزاد را تجربه کرده بود، با زاویه 180 درجه پراکنده شد. انحراف کامپتون طول موج فوتون پراکنده (بر حسب pm) را پیدا کنید: 3. 4.852

یک فوتون با طول موج 100 pm با زاویه 180 درجه توسط یک الکترون آزاد پراکنده می شود. انرژی جنبشی پس زدن (بر حسب eV) را بیابید: 4. 580

فوتونی با طول موج 8 بعد از ظهر که از یک الکترون آزاد در حالت سکون در زاویه قائمه پراکنده شده است. انرژی جنبشی پس زدگی (بر حسب کو): 2. 155

یک فوتون با طول موج λ = 5 بعد از ظهر پراکندگی کامپتون را در زاویه Θ = 60 درجه تجربه کرد تغییر طول موج را در حین پراکندگی تعیین کنید. Λ - طول موج کامپتون

2. Δλ = ½*Λ

یک فوتون با تکانه p=1.02 مگا الکترون ولت در ثانیه، c سرعت نور است، در یک زاویه 120 درجه توسط یک الکترون آزاد در حالت سکون پراکنده شده است. چگونه تکانه فوتون در نتیجه پراکندگی تغییر می کند؟

4. کاهش 0.765 MeV/s

یک فوتون با انرژی hν = 250 keV در زاویه θ = 120 درجه توسط یک الکترون آزاد اولیه در حالت استراحت پراکنده شد. انرژی فوتون پراکنده را تعیین کنید. 3) 0.144 مگا ولت

یک فوتون با انرژی =1.025 MeV توسط یک الکترون آزاد در حالت سکون پراکنده شد. طول موج فوتون پراکنده برابر با طول موج کامپتون  K = 2.43 pm است. زاویه پراکندگی  را پیدا کنید. 5) 60 0

یک فوتون با انرژی =0.25 MeV توسط یک الکترون آزاد در حالت سکون پراکنده می شود. اگر طول موج فوتون پراکنده شده 20 درصد تغییر کرده باشد، انرژی جنبشی الکترون پس زدگی T e را تعیین کنید. 1) تی ه = 41.7 کو

یک فوتون با انرژی Е=6.4*10 -34 J با زاویه =90 0 روی یک الکترون آزاد پراکنده شده است. انرژی E' فوتون پراکنده و انرژی سینماتیکی T الکترون پس زدن را تعیین کنید.

5- پاسخ صحیحی وجود ندارد

یک فوتون با انرژی E=4*10 -14 J توسط یک الکترون آزاد پراکنده شد. انرژی E=3.2*10 -14 J. زاویه پراکندگی  را تعیین کنید. (h=6.626*10 -34 J*s،  s=2.426 pm، s=3*10 8 m/s).

4. 3,2* 10 -14

اثر کامپتون نامیده می شود ...

1. پراکندگی الاستیک تابش الکترومغناطیسی با طول موج کوتاه بر روی الکترون های آزاد یک ماده، همراه با افزایش طول موج

قطبی شدن

1) چرخش مغناطیسی صفحه قطبش با فرمول زیر تعیین می شود. 4

2) ضخامت صفحه کوارتز را که زاویه چرخش صفحه قطبش 180 است را تعیین کنید. چرخش خاص در کوارتز برای طول موج معین 0.52 راد بر میلی متر است. 3

3) نور پلاریزه صفحه، که طول موج آن در خلاء 600 نانومتر است، بر صفحه ای از اسپار ایسلندی، عمود بر محور نوری آن می افتد. ضریب شکست برای پرتوهای معمولی و غیرعادی به ترتیب 1.66 و 1.49 است. طول موج یک پرتو معمولی را در یک کریستال تعیین کنید. 3

4) مقداری ماده در میدان مغناطیسی طولی یک سلونوئید واقع بین دو قطبشگر قرار داده شد. طول لوله با ماده l. اگر در شدت میدان H، زاویه چرخش صفحه پلاریزاسیون برای یک جهت میدان و برای خلاف جهت میدان، ثابت Verdet را بیابید. 4

5) نور پلاریزه صفحه تک رنگ با فرکانس دایره ای از ماده ای در امتداد میدان مغناطیسی همگن با شدت H عبور می کند. اگر ثابت Verdet برابر باشد، تفاوت ضرایب شکست را برای اجزای قطبی دایره ای راست و چپ پرتو نور پیدا کنید. به V. 1

6) اگر شدت نور طبیعی عبوری از پلاریزه کننده و آنالایزر به ضریب 4 کاهش یابد، زاویه بین صفحات اصلی پلاریزه کننده و آنالایزر را بیابید. 45

7) نور پلاریزه خطی با شدت I0 روی آنالایزر می افتد که بردار E0 آن با صفحه انتقال زاویه 30 می کند. تحلیلگر چه کسری از نور فرودی را عبور می دهد؟ 0.75

8) اگر نور طبیعی را از دو قطبشگر عبور دهیم که صفحات اصلی آنها یک زاویه تشکیل می دهند ، شدت این نور I \u003d 1/2 * Iest * cos ^ 2 (a) است. شدت نور پلاریزه صفحه ای که از اولین پلاریزه خارج می شود چقدر است؟ 1

9) نور طبیعی از دو قطبی کننده عبور می کند که صفحات اصلی آنها یک زاویه a بین خود تشکیل می دهند. شدت نور پلاریزه صفحه ای که از قطبش دوم خارج می شود چقدر است؟ 4

10) زاویه بین صفحات اصلی پلاریزر و آنالایزر 60 است. تغییر شدت نور عبوری از آنها را در صورتی که زاویه بین صفحات اصلی 45 شود تعیین کنید.

11) پرتوی از نور طبیعی بر روی سیستمی متشکل از 6 پلاریزه کننده می افتد که صفحه عبور هر یک نسبت به صفحه عبور قطبنده قبلی با زاویه 30 می چرخد. چه بخشی از شار نور از این سیستم عبور می کند؟ 12

12) صفحه کوارتز به ضخامت 2 میلی متر، برش عمود بر محور نوری کریستال، صفحه قطبش نور تک رنگ با طول موج معین را با زاویه 30 می چرخاند. ضخامت صفحه کوارتز را که بین نیکول های موازی قرار داده شده است، تعیین کنید تا این نور تک رنگ خاموش می شود. 3

13) نور طبیعی از پلاریزه کننده و مجموعه آنالایزر عبور می کند به طوری که زاویه بین صفحات اصلی آنها فی است. هم پلاریزه کننده و هم آنالایزر 8 درصد نور تابیده شده را به خود جذب و منعکس می کنند. مشخص شد که شدت پرتوی خارج شده از آنالایزر برابر با 9 درصد شدت نور طبیعی تابیده شده بر روی قطبی کننده است. 62

14) هنگام اضافه کردن دو موج نوری پلاریزه خطی که در جهات عمود بر هم با تغییر فاز نوسان دارند ... 3

15) در چه مواردی هنگام عبور نور از آنالایزر قانون مالوس قابل اجرا است؟ 2

16) چه نوع امواجی خاصیت پلاریزاسیون دارند؟ 3

17) چه نوع امواجی الکترومغناطیسی هستند؟ 2

18) اگر نوسانات بردار نور نور فرودی عمود بر صفحه تابش باشد، شدت نور بازتاب شده را تعیین کنید. 1

19) نور روی سطح مشترک بین دو محیط با ضریب شکست n1 و n2 می افتد. زاویه تابش را با a مشخص کنید و اجازه دهید n1>n2 باشد. بازتاب کلی نور زمانی اتفاق می افتد که ... 2

20) شدت نور منعکس شده را که در آن نوسانات بردار نور در صفحه تابش قرار دارد، تعیین کنید. 5

21) یک صفحه کریستالی که اختلاف فاز بین پرتوهای معمولی و خارق العاده ایجاد می کند بین دو پلاریزر قرار می گیرد. زاویه بین صفحه انتقال پلاریزرها و محور نوری صفحه 45 است. در این حالت، شدت نور عبوری از پلاریزه کننده در شرایط زیر حداکثر خواهد بود... 1

22) کدام عبارات در مورد نور نیمه قطبی شده درست است؟ 3

23) کدام عبارات در مورد نور پلاریزه صفحه درست است؟ 3

24) دو پلاریزر در مسیر پرتو نور طبیعی قرار می گیرند، محورهای پلاریزر به صورت موازی جهت گیری می کنند. بردارهای E و B در پرتو نوری که از قطبش دوم خارج می شود چگونه جهت گیری می کنند؟ 1

25) کدام یک از گزاره های زیر فقط برای امواج الکترومغناطیسی پلاریزه صفحه درست است؟ 3

26) کدام یک از عبارات زیر هم برای امواج الکترومغناطیسی پلاریزه شده و هم برای امواج غیرقطبی درست است؟ 4

27) تفاوت مسیر را برای یک صفحه موج چهارم موازی با محور نوری تعیین کنید؟ 1

28) تفاوت ضریب شکست پرتوهای معمولی و فوق العاده در جهت عمود بر محور نوری در صورت تغییر شکل چیست. 1

29) یک پرتو موازی نور به طور معمول بر روی صفحه ای به ضخامت 50 میلی متر از بریدگی ایسلندی به موازات محور نوری می افتد. با گرفتن ضریب شکست اسپار ایسلندی برای پرتوهای معمولی و خارق العاده به ترتیب 1.66 و 1.49 تفاوت مسیر عبور این پرتوها از این صفحه را مشخص می کند. 1

30) یک پرتو نور پلاریزه خطی بر روی یک پلاریزه کننده که حول محور پرتو با سرعت زاویه ای 27 راد بر ثانیه می چرخد ​​برخورد می کند. شار انرژی در پرتو فرودی 4 مگاوات است. انرژی نوری را که در یک دور از قطبی کننده عبور می کند، پیدا کنید. 2

31) پرتوی از نور پلاریزه (لامبدا = 589 نانومتر) روی صفحه ای از اسپار ایسلندی می افتد. اگر ضریب شکست آن 1.66 باشد، طول موج یک پرتو معمولی را در یک بلور بیابید. 355

32) یک پرتو نور پلاریزه خطی بر روی یک پلاریزه کننده می افتد که صفحه انتقال آن حول محور پرتو با سرعت زاویه ای w می چرخد. اگر شار انرژی در پرتو فرودی فی باشد، انرژی نوری W را که در یک دور از پلاریزه کننده عبور می کند، پیدا کنید. 1

33) پرتوی از نور پلاریزه صفحه (لامبلا = 640 نانومتر) بر روی صفحه ایسلندی عمود بر محور نوری آن می افتد. اگر ضریب شکست اسپار ایسلندی برای پرتوهای معمولی و خارق العاده 1.66 و 1.49 باشد، طول موج پرتوهای معمولی و خارق العاده را در یک بلور بیابید. 1

34) نور پلاریزه صفحه بر روی یک آنالایزر می افتد که حول محور پرتو با سرعت زاویه ای 21 راد بر ثانیه می چرخد. انرژی نوری را که در یک دور از آنالایزر عبور می کند، پیدا کنید. شدت نور پلاریزه 4 وات است. 4

35) تفاوت بین ضریب شکست پرتوهای معمولی و خارق العاده یک ماده را تعیین کنید، اگر کوچکترین ضخامت یک صفحه کریستالی نیم موج ساخته شده از این ماده برای lambda0 \u003d 560 نانومتر 28 میکرون باشد. 0.01

36) نور پلاریزه صفحه، با طول موج لامبدا \u003d 589 نانومتر در خلاء، روی یک صفحه کریستالی عمود بر محور نوری خود می افتد. یافتن نانومتر (در مدول) اختلاف طول موج در یک کریستال است، در صورتی که ضریب شکست پرتوهای معمولی و خارق العاده در آن به ترتیب 1.66 و 1.49 باشد. 40

37) کوچکترین ضخامت صفحه کریستالی را در نیم موج برای لامبدا = 589 نانومتر تعیین کنید، اگر تفاوت بین ضریب شکست پرتوهای معمولی و خارق العاده برای یک طول موج معین 0.17 باشد. 1.73

38) یک پرتو موازی نور به طور معمول بر روی یک صفحه اسپار ایسلندی به ضخامت 50 میلی متر که به موازات محور نوری بریده شده است می افتد. با در نظر گرفتن ضریب شکست پرتوهای معمولی و خارق العاده به ترتیب 1.66 و 1.49، تفاوت مسیر پرتوهایی که از صفحه عبور کرده اند را مشخص می کند. 8.5

39) تفاوت مسیر را برای یک صفحه نیمه موج برش موازی با محور نوری تعیین کنید؟ 2

40) یک پرتو نوری پلاریزه خطی بر روی قطبی‌کننده‌ای برخورد می‌کند که صفحه انتقال آن حول محور پرتو با سرعت زاویه‌ای 20 می‌چرخد. انرژی نوری را که در یک دور از پلاریزه‌کننده عبور می‌کند، بیابید اگر قدرت پرتو فرودی برابر باشد. 3 وات 4

41) پرتوی از نور طبیعی بر روی یک منشور شیشه ای با زاویه در قاعده 32 می افتد (شکل را ببینید). ضریب شکست شیشه را در صورتی که پرتو منعکس شده پلاریزه شده باشد، تعیین کنید. 2

42) تعیین کنید که خورشید باید در چه زاویه ای نسبت به افق باشد تا پرتوهای منعکس شده از سطح دریاچه (n=1.33) حداکثر قطبی شوند. 2

43) نور طبیعی روی شیشه با ضریب شکست n=1.73 می افتد. زاویه انکسار را با نزدیکترین درجه تعیین کنید که در آن نور منعکس شده از شیشه کاملاً قطبی می شود. سی

44) ضریب شکست n شیشه را در صورتی بیابید که وقتی نور از آن منعکس می شود، پرتو بازتاب شده کاملاً با زاویه شکست 35 قطبی شود. 1.43

45) هنگامی که نور از شیشه منعکس می شود، زاویه قطبش کامل را پیدا کنید، ضریب شکست آن n \u003d 1.57 57.5 است.

46) یک پرتو نور منعکس شده از یک دی الکتریک با ضریب شکست n زمانی کاملاً پلاریزه می شود که پرتو بازتاب شده با پرتو شکسته زاویه 90 تشکیل دهد. قطبش کامل نور منعکس شده در چه زاویه ای حاصل می شود؟ 3

47) یک پرتو نور روی سطح آب می افتد (n=1.33). اگر پرتو منعکس شده کاملاً قطبی شده باشد، زاویه شکست را به نزدیکترین درجه تعیین کنید. 37

48) در چه موردی قانون بروستر نادرست است؟ 4

49) یک پرتو طبیعی نور روی سطح یک صفحه شیشه ای با ضریب شکست n1 = 1.52، قرار داده شده در یک مایع می افتد. پرتو بازتاب شده با پرتو فرودی زاویه 100 ایجاد می کند و کاملاً قطبی می شود. ضریب شکست مایع را تعیین کنید. 1.27

50) سرعت انتشار نور در شیشه را در صورتی تعیین کنید که وقتی نور از هوا به شیشه می افتد، زاویه برخورد مربوط به قطبش کامل پرتو بازتاب شده 58 باشد. 1

51) زاویه بازتاب داخلی کل در رابط "شیشه-هوا" 42. زاویه تابش پرتو نور از هوا به سطح شیشه را پیدا کنید، که در آن پرتو تا حدود یک درجه کاملاً قطبی شده است. 56

52) ضریب انکسار محیط را تا دومین رقم اعشار تعیین کنید که با انعکاس آن در زاویه 57 نور کاملاً قطبی می شود. 1.54

53) ضریب شکست شیشه را در صورتی بیابید که وقتی نور از آن منعکس می شود، پرتو بازتاب شده کاملاً با زاویه شکست 35 قطبی شده باشد. 1.43

54) همانطور که در شکل نشان داده شده است، یک پرتو نور طبیعی بر روی یک منشور شیشه ای می افتد. زاویه در قاعده منشور 30. ضریب شکست شیشه را در صورتی که پرتو بازتاب شده پلاریزه شده باشد، تعیین کنید. 1.73

55) تعیین کنید که خورشید باید در چه زاویه ای نسبت به افق باشد تا پرتوهای منعکس شده از سطح دریاچه (n = 1.33) حداکثر قطبی شوند. 37

56) پرتوی از نور طبیعی روی یک منشور شیشه ای با زاویه ای در قاعده a می افتد (شکل را ببینید). ضریب شکست شیشه n=1.28. اگر پرتو منعکس شده پلاریزه باشد، زاویه a را به نزدیکترین درجه بیابید. 38

57) ضریب شکست شیشه را در صورتی تعیین کنید که هنگام انعکاس نور از آن، پرتو بازتاب شده در زاویه شکست کاملاً قطبی شده باشد. 4

58) پرتوی از نور پلاریزه صفحه در زاویه بروستر روی سطح آب می افتد. صفحه قطبش آن با صفحه تابش زاویه 45 می سازد. ضریب بازتاب را پیدا کنید. 3

59) ضریب شکست شیشه را در صورتی تعیین کنید که هنگام انعکاس نور از آن، پرتو بازتاب شده کاملاً با زاویه تابش 55 قطبی شود.

60) درجه پلاریزاسیون نور نیمه قطبی شده 0.2 است. نسبت حداکثر شدت نور منتقل شده توسط آنالایزر را به حداقل تعیین کنید. 1.5

61) Imax، Imin، P برای نور پلاریزه صفحه چیست، که در آن ... 1

62) در صورتی که دامنه بردار نور متناظر با حداکثر شدت نور دو برابر دامنه متناظر با شدت حداقل باشد، درجه قطبش نور نیمه قطبی شده را تعیین کنید. 0.6

63) در صورتی که دامنه بردار نور متناظر با حداکثر شدت نور سه برابر دامنه متناظر با حداکثر شدت باشد، درجه قطبش نور نیمه قطبی شده را تعیین کنید. 1

64) درجه پلاریزاسیون نور نیمه قطبی شده 0.75 است. نسبت حداکثر شدت نور منتقل شده توسط آنالایزر را به حداقل تعیین کنید. 1

65) درجه پلاریزاسیون P نور را که مخلوطی از نور طبیعی با نور پلاریزه سطحی است، در صورتی که شدت نور پلاریزه 3 برابر شدت نور طبیعی باشد، تعیین کنید. 3

66) درجه پلاریزاسیون P نور را که مخلوطی از نور طبیعی با نور پلاریزه صفحه است، در صورتی که شدت نور پلاریزه 4 برابر شدت نور طبیعی باشد، تعیین کنید. 2

67) نور طبیعی در زاویه بروستر روی سطح آب می افتد. در این حالت بخشی از نور فرودی منعکس می شود. درجه قطبش نور شکسته را بیابید. 1

68) نور طبیعی در زاویه بروستر روی سطح شیشه می افتد (n=1.5). ضریب بازتاب را بر حسب درصد تعیین کنید. 7

69) نور طبیعی در زاویه بروستر روی سطح شیشه می افتد (n=1.6). ضریب بازتاب را بر حسب درصد با استفاده از فرمول فرنل تعیین کنید. 10

70) با استفاده از فرمول های فرنل، ضریب انعکاس نور طبیعی را در تابش معمولی روی سطح شیشه تعیین کنید (50/1=n). 3

71) بازتاب نور طبیعی در تابش معمولی روی سطح صفحه شیشه ای 4 درصد است. ضریب شکست صفحه چقدر است؟ 3

72) درجه پلاریزاسیون نور نیمه قطبی شده 25/0 P=. نسبت شدت مولفه پلاریزه شده این نور را به شدت مولفه طبیعی بیابید. 0.33

73) درجه پلاریزاسیون P نور را که مخلوطی از نور طبیعی با نور پلاریزه صفحه است، در صورتی که شدت نور پلاریزه شده برابر با شدت نور طبیعی باشد، تعیین کنید. 4

74) درجه پلاریزاسیون نور نیمه پلاریزه P=0.75. نسبت شدت مولفه پلاریزه شده این نور را به شدت مولفه طبیعی بیابید. 3

75) درجه پلاریزاسیون P نور را که مخلوطی از نور طبیعی با نور پلاریزه سطحی است، در صورتی که شدت نور پلاریزه نصف شدت نور طبیعی باشد، تعیین کنید. 0.33

76) یک پرتو باریک از نور طبیعی از گازی از مولکول های نوری همسانگرد عبور می کند. درجه قطبش نور پراکنده شده با زاویه a نسبت به پرتو را بیابید. 1

قطبی شدن

یک پرتو نور طبیعی روی سطح صیقلی یک صفحه شیشه ای (n=1.5) غوطه ور در مایع می افتد. پرتو نور منعکس شده p از صفحه با پرتو فرودی زاویه φ=970 ایجاد می کند اگر نور منعکس شده کاملاً قطبی شده باشد ضریب شکست n مایع را تعیین کنید.

پاسخ: 1. n=1.33.

یک پرتو نور طبیعی روی یک منشور شیشه ای با زاویه شکست =30 می افتد. ضریب شکست شیشه را در صورتی که پرتو منعکس شده پلاریزه شده باشد، تعیین کنید.

پاسخ:1. n=1,73.

پرتوی از نور پلاریزه (=589nm) روی صفحه ایسلندی عمود بر محور نوری آن می افتد. اگر ضریب شکست اسپار ایسلندی برای یک پرتو معمولی n o = 1.66 باشد، طول موج  o یک پرتو معمولی را در یک کریستال بیابید.

جواب: 2. 355 نانومتر.

الف) زاویه تابش نور بر روی سطح آب را تعیین کنید (n=1.33)، که در آن نور بازتاب شده به صورت پلاریزه می شود.

ب) زاویه انکسار نور را تعیین کنید.

پاسخ:2. الف) 53; ب) 37.

آنالایزر با ضریب 4 شدت نور پلاریزه شده بر روی خود را از پلاریزه کننده کاهش می دهد. زاویه بین صفحات اصلی پلاریزه کننده و آنالایزر چقدر است؟

پاسخ:3 . 60 .

در کدام یک از موارد زیر پدیده پلاریزاسیون مشاهده می شود:

پاسخ:

1. هنگامی که امواج عرضی از یک محیط ناهمسانگرد عبور می کنند.

زاویه بین صفحات اصلی پلاریزه کننده و آنالایزر  1 =30 است. اگر زاویه بین صفحات اصلی  2 \u003d 45 باشد، تغییر شدت نور عبوری از آنها را تعیین کنید.

پاسخ: 3.من 1 / من 2 =1,5.

مشاهده تداخل در نور طبیعی، که مخلوطی از امواج با جهت متفاوت است، ممکن است، زیرا:

الف) در آزمایش تداخل، امواجی را که تقریباً به طور همزمان توسط یک اتم فرستاده می‌شوند مجبور می‌کنیم به هم برسند.

ب) تداخل بین قسمت هایی از همان موج قطبی شده رخ می دهد.

پاسخ: 2. الف) بله; ب) بله.

عبارت صحیح را در مورد درجه پلاریزاسیون P و نوع موج شکست در زاویه فرود B برابر با زاویه بروستر انتخاب کنید.

پاسخ:

3. درجه قطبی شدنپ- حداکثر: موج شکست - تا حدی قطبی شده.

شرایط لازم برای وقوع انکسار مضاعف را هنگام عبور نور از یک پلاریزه کننده انتخاب کنید.

پاسخ:

ب) پرتو نور قبل از شکست تا حدی قطبی شده است و قطبش ناهمسانگرد است.

ج) پرتو نور قبل از انکسار کاملاً غیرقطبی است و پلاریزه کننده ناهمسانگرد است.

نور طبیعی تک رنگ بر روی سیستمی از دو پلاریزه کننده متقاطع می افتد که بین آنها یک صفحه کوارتز برش عمود بر محور نوری وجود دارد. حداقل ضخامت صفحه را بیابید که در آن این سیستم h=0.30 شار نور را ارسال می کند، اگر ثابت چرخش کوارتز a=17 arcsec باشد. درجه / میلی متر

جواب: 4. 3.0 میلی متر.

نور طبیعی در زاویه بروستر روی سطح آب می افتد. در این حالت بخشی از نور فرودی  منعکس می شود. درجه قطبش نور شکسته را بیابید.

پاسخ 1.r/(1- r) .

نور طبیعی در زاویه بروستر روی سطح شیشه فرو می‌رود (n=1.5). ضریب بازتاب را در این مورد تعیین کنید.

جواب: 2.7%

کدام یک از عبارات زیر برای نور طبیعی دریافتی از منبع گرما درست است:

پاسخ:

1. فازهای اولیه امواج الکترومغناطیسی ساطع شده از منبع حرارت متفاوت است.

2. فرکانس امواج الکترومغناطیسی ساطع شده از منبع حرارت متفاوت است.

4. امواج الکترومغناطیسی از نقاط مختلف سطح منبع حرارت در جهات مختلف ساطع می شود.

کدام عبارات در مورد نور نیمه قطبی شده درست است؟

پاسخ:

الف) با این واقعیت که یکی از جهت های نوسان غالب است مشخص می شود.

ج) چنین نوری را می توان مخلوطی از نور طبیعی و قطبی شده در نظر گرفت.

درجات قطبش نور پلاریزه صفحه P 1 و نور طبیعی P 2 چقدر است؟

جواب: 2. ر 1 =1 ; آر 2 =0.

یک پرتو نور پلاریزه خطی بر روی یک پلاریزه کننده برخورد می کند که صفحه انتقال آن حول محور پرتو با سرعت زاویه ای ω می چرخد. اگر شار انرژی در پرتو فرودی  باشد، انرژی نوری W را که در یک دور از پلاریزه کننده عبور می کند، بیابید.

پاسخ: 1. W=pi×fi/w.

چرخش مغناطیسی صفحه قطبش با فرمول زیر تعیین می شود:

پاسخ: 4.= V× ب× ل.

نور پلاریزه خطی روی آنالایزر می افتد که بردار E آن با صفحه انتقال زاویه =30 0 ایجاد می کند. شدت نور عبوری را بیابید.

پاسخ: 2. 0.75;من 1 .

دو پلاریزر در مسیر پرتو نور طبیعی قرار می گیرند، محورهای پلاریزرها به صورت متقابل عمود هستند. بردارهای E و B در پرتو نوری که از قطبش دوم خارج می شود چگونه جهت گیری می کنند؟

پاسخ: 4. ماژول های بردار E و B برابر با 0 است.

شکل سطح سرعت های شعاعی یک کریستال تک محوری را نشان می دهد.

تعريف كردن:

1. قابلیت مقایسه سرعت انتشار معمولی و خارق العاده.

2. کریستال تک محوری مثبت یا منفی.

پاسخ: 3.v ه > v o , منفی.

ضریب شکست n شیشه را در صورتی بیابید که وقتی نور از آن منعکس می شود، پرتو بازتاب شده کاملاً با زاویه شکست =30 قطبی شود.

پاسخ: 3.n=1,73.

اگر شدت نور طبیعی عبوری از پلاریزه کننده و آنالایزر با ضریب 3 کاهش یابد، زاویه φ بین صفحات اصلی پلاریزه کننده و آنالایزر را بیابید.

پاسخ: 3.35 درجه.

اگر شدت نور طبیعی عبوری از پلاریزه کننده و آنالایزر ضریب 4 کاهش یابد، زاویه φ را بین صفحات اصلی پلاریزه کننده و آنالایزر پیدا کنید.

پاسخ:3. 45 .

هنگامی که نور از شیشه بازتاب می شود، زاویه i B قطبش کامل را پیدا کنید، ضریب شکست آن n=1.57 است.

جواب: 1.57.5.

نور غیرقطبی از دو قطبی عبور می کند. محور یکی از آنها عمودی است و محور دیگری با عمود زاویه 60 درجه تشکیل می دهد. شدت نور عبوری چقدر است؟

پاسخ:2. من=1/8 من 0 .

یک پرتو معمولی نور روی یک پلاروئید می افتد و انکسار دوگانه در آن رخ می دهد. کدام یک از قوانین زیر برای انکسار مضاعف برای یک پرتو خارق العاده معتبر است؟

O یک پرتو معمولی است.

E - اشعه فوق العاده.

پاسخ: 1. sinA/sinB=n 2 /n 1 = ثابت

یک پرتو معمولی نور روی یک پلاروئید می افتد و انکسار دوگانه در آن رخ می دهد. کدام یک از قوانین زیر برای دوشکستگی تیر معمولی معتبر است؟

O یک پرتو معمولی است.

E - اشعه فوق العاده.

پاسخ: 3. sinA/sinB=f(A)#const.

کوچکترین ضخامت صفحه کریستالی را در نیم موج برای λ=640 نانومتر تعیین کنید، اگر تفاوت بین ضریب شکست پرتوهای معمولی و خارق العاده برای یک طول موج معین n0-ne=0.17 باشد؟

پاسخ:3. d=1.88 میکرومتر.

ضریب شکست شیشه را در صورتی تعیین کنید که هنگام انعکاس نور از آن، پرتو بازتاب شده کاملاً با زاویه شکست  قطبی شود.

پاسخ: 4.n= گناه(90 - )/ گناه.

ضریب شکست شیشه را در صورتی تعیین کنید که هنگام انعکاس نور از آن، پرتو بازتاب شده با زاویه =35 کاملاً قطبی شود.

پاسخ:4. 1,43.

تعیین کنید که خورشید باید در چه زاویه ای نسبت به افق باشد تا پرتوهای منعکس شده از سطح دریاچه (n=1.33) حداکثر قطبی شوند.

جواب: 2.36° .

تعیین کنید که خورشید باید در چه زاویه ای نسبت به افق باشد تا پرتوهای منعکس شده آن از سطح آب کاملاً قطبی شوند (n=1.33).

جواب: 4. 37 درجه.

درجه پلاریزاسیون P نور را که مخلوطی از نور طبیعی با نور پلاریزه صاف است، در صورتی که شدت نور پلاریزه شده برابر با شدت نور طبیعی باشد، تعیین کنید.

پاسخ: 4.0.5

درجه پلاریزاسیون P نور را که مخلوطی از نور طبیعی با نور پلاریزه سطحی است، در صورتی که شدت نور پلاریزه 5 برابر بیشتر از شدت نور طبیعی باشد، تعیین کنید.

پاسخ: 2.0.833.

درجه قطبش نور نیمه قطبی شده 0.75 است. نسبت حداکثر شدت نور منتقل شده توسط آنالایزر را به حداقل تعیین کنید.

پاسخ: 1. 7.

زاویه محدود بازتاب داخلی کل برای برخی از مواد i=45 0 . زاویه پلاریزاسیون کل بروستر را برای این ماده پیدا کنید.

جواب: 3.55 0 .

درجه پلاریزاسیون نور نیمه قطبی شده P = 0.1. نسبت مولفه پلاریزه شدید به جزء طبیعی شدید را پیدا کنید.

پاسخ: 1. 1/9.

نسبت حداکثر شدت موج نوری ارسال شده توسط آنالایزر را به حداقل تخمین بزنید، مشروط بر اینکه درجه قطبش نور نیمه قطبی شده 0.5 باشد.

پاسخ:2. 3.

یک پرتو موازی نور به طور معمول بر روی یک صفحه اسپار ایسلندی به ضخامت 50 میلی متر که به موازات محور نوری بریده شده است، برخورد می کند. با گرفتن ضریب شکست اسپار ایسلندی برای پرتوهای معمولی و خارق العاده به ترتیب N o = 1.66 و N e = 1.49، تفاوت مسیر این پرتوهایی که از این صفحه عبور کرده اند را مشخص می کند.

پاسخ:1. 8.5 میکرومتر.

صفحه کوارتز با ضخامت d 1 = 2 میلی متر، برش عمود بر محور نوری کریستال، صفحه قطبش نور تک رنگ با طول موج معین را با زاویه  1 = 30 0 می چرخاند. ضخامت d 2 یک صفحه کوارتز که بین نیکل های موازی قرار گرفته است را تعیین کنید تا این نور تک رنگ کاملاً خاموش شود.

جواب: 3.6 میلی متر.

درجه پلاریزاسیون نور نیمه قطبی شده 0.25 = P است. نسبت شدت مولفه پلاریزه شده این نور را به شدت مولفه طبیعی بیابید.

پاسخ: 4.0.3.

درجه قطبش نور نیمه قطبی شده 0.5 است. نسبت حداکثر شدت نور منتقل شده توسط آنالایزر را به حداقل تعیین کنید.

پاسخ: 1. 3.

یک پرتو صاف از نور طبیعی با شدت I 0 در زاویه بروستر روی سطح آب فرو می‌رود. ضریب شکست n=4/3. درجه انعکاس شار نوری چقدر است، اگر شدت نور شکست 1.4 برابر نسبت به I 0 کاهش یابد.

پاسخ:1. ρ=0.047.

پلاریزه کننده و آنالایزر 2 درصد از نور تابیده شده روی خود را جذب می کنند. شدت پرتوی که از آنالایزر خارج می شود برابر با 24 درصد شدت نور طبیعی تابیده شده به پلاریزه کننده است. زاویه φ بین صفحات اصلی پلاریزه کننده و تحلیلگر را پیدا کنید.

جواب: 1.45.

درجه پلاریزاسیون نور نیمه قطبی شده P=0.1. نسبت مولفه طبیعی شدید به جزء قطبی شدید را پیدا کنید.

پاسخ: 1. 9.

درجه پلاریزاسیون نور نیمه قطبی شده 0.25 = P است. نسبت شدت مولفه پلاریزه شده این نور را به شدت مولفه طبیعی بیابید.

پاسخ: 3.من کف / من غذا خوردن = پ/(1- پ).

اگر دامنه بردار نور متناظر با حداکثر شدت نور سه برابر دامنه متناظر با شدت حداقل باشد، درجه قطبش نور نیمه قطبی شده را تعیین کنید.

پاسخ: 1. 0.8.

3) بدن خاکستری ... 2

5) در شکل. نمودارهایی از وابستگی چگالی طیفی درخشندگی انرژی یک جسم سیاه به طول موج تابش در دماهای مختلف T1 و T2 ارائه شده است و T1>

مکانیک کوانتومی

مکانیک کوانتومی

8) ذره ای با بار Q و جرم سکون m0 در میدان الکتریکی شتاب می گیرد و اختلاف پتانسیل U را پشت سر گذاشته است. آیا طول موج دی بروگلی یک ذره می تواند کمتر از طول موج کامپتون باشد؟ (شاید اگر QU>0.41m0*c^2)

10) تعیین کنید که طول موج دو بروگلی برای یک الکترون با چه مقدار عددی سرعت برابر با طول موج کامپتون آن است. (2.12e8. lambda(c)=2pi*h/m0*c؛ lambda=2pi*h*sqrt(1-v^2/c^2)/m0*v؛ lambda(c)=lambda; 1/c =sqrt(1-v^2/c^2)/v;v^2=c^2*(1-v^2/c^2);v^2=c^2-v^2;v = c/sqrt(2);v=2.12e8 m/s)

<=x<=1. Используя условие нормировки, определите нормировочный множитель. (A=sqrt(2/l))

>Dpr)

32) رابطه عدم قطعیت برای انرژی و زمان به این معنی است که (طول عمر حالت سیستم (ذره) و عدم قطعیت انرژی این حالت روابط >=h)

35) کدام یک از نسبت های زیر نسبت هایزنبرگ نیست. (VEV(x)>=h)

مکانیک کوانتومی

1) انرژی جنبشی یک الکترون متحرک 0.6 مگا ولت است. طول موج دو بروگلی یک الکترون را تعیین کنید. (1.44 بعد از ظهر؛ 0.6 MeV = 9.613*10^-14 J؛ lambda=2pi*h/(sqrt(2mT))=1.44pm)

2) طول موج دو بروگلی را برای پروتونی با انرژی جنبشی 100 ولت پیدا کنید. (2.86 دور. phi=h/sqrt(2m*E(k))=2.86 بعد از ظهر)

3) انرژی جنبشی نوترون 1 کو است. طول موج De Broglie را تعیین کنید. (0.91 بعد از ظهر. 1keV=1600*10^-19 J. lambda=2pi*h/sqrt(2m*T))=0.91pm)

4) الف) آیا می توان موج De Broglie را به عنوان یک بسته موج نمایش داد؟ ب) سرعت گروهی بسته موج U و سرعت ذره V در این حالت چگونه به هم مرتبط خواهند بود؟ (نه، u=v)

5) نسبت طول موج کامپتون پروتون به طول موج دی بروگلی را برای پروتونی که با سرعت 3*10^6 متر بر ثانیه حرکت می کند، بیابید. (0.01. lambda(c)=2pi*h/mc=h/mc؛ lambda=2pi*h/sqrt(2m*T); lambda(c)/phi=0.01)

6) انرژی جنبشی دو الکترون به ترتیب 3 کو و 4 کو است. نسبت طول های De Broglie مربوطه را تعیین کنید. (1.15. lambda=2pi*h/sqrt(2mT)؛ phi1/phi2=1.15)

7) طول موج د بروگلی توپ 0.2 کیلوگرمی را که با سرعت 15 متر بر ثانیه پرواز می کند، محاسبه کنید. (2.2*10^-34؛ lambda=h/mv=2.2*10^-34)

8) ذره ای با بار Q و جرم سکون m0 در میدان الکتریکی شتاب می گیرد و اختلاف پتانسیل U را پشت سر گذاشته است. آیا طول موج دی بروگلی یک ذره می تواند کمتر از طول موج کامپتون باشد؟ (شاید اگر QU>0.41m0*c^2)

9) تعیین کنید که یک پروتون چه اختلاف پتانسیل شتاب دهنده ای را باید عبور دهد تا طول موج دو بروگلی آن 1 نانومتر باشد. (0.822 mV. lambda=2pi*h/sqrt(2m0*T)؛ lambda^2*2m0*T=4*pi^2*h^2; T=2*pi^2*h^2/lambda^2 *m0=2.39e-19؛ T=eU؛ U=T/e=2pi^2*h^2/lambda^2*m0*e=0.822 mV)

10) تعیین کنید که طول موج دو بروگلی برای یک الکترون با چه مقدار عددی سرعت برابر با طول موج کامپتون آن است. (2.12e8. lambda(c)=2pi*h/m0*c؛ lambda=2pi*h*sqrt(1-v^2/c^2)/m0*v؛ lambda(c)=lambda; 1/c =sqrt(1-v^2/c^2)/v;v^2=c^2*(1-v^2/c^2);v^2=c^2-v^2;v = c/sqrt(2);v=2.12e8 m/s)

11) حداقل انرژی احتمالی را برای یک ذره کوانتومی واقع در چاه پتانسیل بی نهایت عمیق به عرض a تعیین کنید. (E=h^2/8ma^2)

12) ذره ای به جرم m در چاه مستطیلی با پتانسیل یک بعدی با دیواره های بی نهایت بلند قرار دارد. اگر ترازها بسیار متراکم هستند، تعداد dN سطوح انرژی را در بازه انرژی (E, E+dE) بیابید. (dN=l/pi*n*sqrt(m/2E)dE)

13) یک ذره کوانتومی در یک چاه پتانسیل بی‌نهایت عمیق به عرض L قرار دارد. در چه نقاطی از محل الکترون در اولین سطح انرژی (n=1) حداکثر تابع است. (x=L/2)

14) یک ذره کوانتومی در چاه پتانسیل بی نهایت عمیق به عرض a قرار دارد. ذره نمی تواند در چه نقاطی از سطح سوم انرژی باشد. (الف، ب، د، ه)

15) ذره در یک سوراخ بی نهایت عمیق قرار دارد. انرژی آن در چه سطح انرژی 2h^2/ml^2 تعریف شده است؟ (4)

16) تابع موج psi(x)=Asin(2pi*x/l) فقط در ناحیه 0 تعریف شده است.<=x<=1. Используя условие нормировки, определите норировочный множитель. (A=sqrt(2/l))

17) ذره در حالت پایه (1=n) در یک چاه پتانسیل عمیق بی نهایت یک بعدی با عرض لامبدا با دیواره های کاملا غیرقابل نفوذ قرار دارد (0)

18) ذره در یک چاه مستطیل شکل یک بعدی با دیواره های بی نهایت بلند قرار دارد. عدد کوانتومی سطح انرژی ذره را در صورتی بیابید که فواصل انرژی به سطوح همسایه (بالا و پایین) به صورت n:1 مرتبط باشد که n=1.4 است. (2.)

19) طول موج فوتون گسیل شده در حین انتقال یک الکترون را در یک چاه پتانسیل مستطیلی تک بعدی با دیواره های بی نهایت بلند به عرض 1 از حالت 2 به حالت با کمترین انرژی تعیین کنید. (لامبدا = 8 سانتی متر ^ 2/3 ساعت.)

20) الکترون به مانع بالقوه با ارتفاع محدود برخورد می کند. در چه مقدار انرژی یک الکترون از سد پتانسیل ارتفاع U0 عبور نخواهد کرد. (بدون پاسخ صحیح)

21) تعریف را کامل کنید: اثر تونل پدیده ای است که در آن یک ذره کوانتومی از یک مانع پتانسیل در (E) عبور می کند.

22) ضریب شفافیت مانع پتانسیل - (نسبت چگالی شار ذرات عبوری به چگالی شار ذرات فرودی)

23) ضریب شفافیت مانع بالقوه اگر عرض آن دو برابر شود چقدر خواهد بود؟ (D^2)

24) ذره ای به جرم m روی یک سد پتانسیل مستطیلی شکل می افتد و انرژی آن E >Dpr)

25) یک پروتون و یک الکترون با انرژی یکسان در جهت مثبت محور X حرکت می کنند و در مسیر خود با یک سد پتانسیل مستطیلی برخورد می کنند. تعیین کنید که چند بار باید سد پتانسیل را باریک کرد تا احتمال عبور آن توسط یک پروتون مانند یک الکترون باشد. (42.8)

26) سد پتانسیل مستطیلی دارای عرض 0.3 نانومتر است. اختلاف انرژی که در آن احتمال عبور الکترون از سد 0.8 است را تعیین کنید. (5.13)

27) الکترونی با انرژی 25 ولت در مسیر خود با پله ای با پتانسیل کم با ارتفاع 9 ولت مواجه می شود. ضریب شکست امواج دو بروگلی را در مرز پله تعیین کنید. (0.8)

28) پروتونی با انرژی 100 eV طول موج د بروگل را در هنگام عبور از یک پله پتانسیل 1% تغییر می دهد. ارتفاع مانع بالقوه را تعیین کنید. (2)

29) رابطه عدم قطعیت برای موقعیت و تکانه به این معنی است که (اندازه گیری همزمان مختصات و تکانه یک ذره فقط با دقت خاصی امکان پذیر است و حاصلضرب عدم قطعیت های موقعیت و تکانه باید حداقل h/2 باشد)

30) عدم قطعیت سرعت یک الکترون در اتم هیدروژن را با فرض اندازه اتم هیدروژن 0.10 نانومتر تخمین بزنید. (1.16*10^6)

31) رابطه عدم قطعیت برای موقعیت و تکانه به این معنی است که (اندازه گیری همزمان مختصات و تکانه یک ذره فقط با دقت خاصی امکان پذیر است و حاصلضرب عدم قطعیت موقعیت و تکانه باید حداقل h/2 باشد)

32) رابطه عدم قطعیت برای انرژی و زمان به این معنی است که (طول عمر حالت سیستم (ذره) و عدم قطعیت انرژی این حالت روابط >=h)

33) رابطه عدم قطعیت از (خواص موجی ریز ذرات) ناشی می شود.

34) انرژی جنبشی متوسط ​​یک الکترون در یک اتم 10 eV است. ترتیب کوچکترین خطایی که می توان با آن مختصات یک الکترون در اتم را محاسبه کرد چقدر است؟ (10^-10)

35) کدام یک از نسبت های زیر نسبت هایزنبرگ نیست. (VEV(x)>=h)

36) رابطه عدم قطعیت برای موقعیت و تکانه یک ذره به این معنی است که (اندازه گیری همزمان مختصات و تکانه یک ذره فقط با دقت خاصی امکان پذیر است و عدم قطعیت های موقعیت و تکانه باید حداقل h/2 باشد. )

37) عبارت نادرست را انتخاب کنید (با n=1 یک اتم فقط می تواند برای مدت زمان بسیار کمی در سطح انرژی اول باشد n=1)

38) نسبت عدم قطعیت های سرعت یک الکترون و یک ذره غبار با جرم 10 ^ -12 کیلوگرم را در صورتی که مختصات آنها با دقت 10 ^ -5 متر تنظیم شده باشد (1.1 * 10 ^ 18) تعیین کنید.

39) سرعت الکترون را در مدار سوم اتم هیدروژن تعیین کنید. (v=e^2/(12*pi*E0*h))

40) رابطه بین شعاع مدار الکترون دایره ای و طول موج دو بروگل را بدست آورید که n تعداد مدار ثابت است. (2pi*r=n*lambda)

41) انرژی فوتون گسیل شده در هنگام انتقال الکترون در اتم هیدروژن از سطح انرژی سوم به سطح دوم را تعیین کنید. (1.89 eV)

42) سرعت الکترون را در مدار سوم بور اتم هیدروژن تعیین کنید. (0.731 میلی متر بر ثانیه)

43) با استفاده از نظریه بور برای هیدروژن، سرعت یک الکترون را در حالت برانگیخته در n=2 تعیین کنید. (1.14 میلی متر بر ثانیه)

44) دوره چرخش یک الکترون واقع در اتم هیدروژن در حالت ساکن را تعیین کنید (15/10 * 10^-15)

45) یک الکترون در حالت ساکن توسط فوتونی که انرژی آن 17.7 است از اتم هیدروژن خارج می شود. سرعت الکترون خارج از اتم را تعیین کنید. (1.2 میلی متر بر ثانیه)

46) حداکثر و حداقل انرژی فوتون را در سری مرئی طیف هیدروژن (سری بولمر) تعیین کنید. (5/36 ساعت، 1/4 ساعت)

47) برای اتم هیدروژن شعاع مدار دوم بور و سرعت الکترون روی آن را محاسبه کنید. (2.12*10^-10، 1.09*10^6)

48) با استفاده از نظریه بور، گشتاور مغناطیسی مداری الکترونی که در امتداد مدار سوم اتم هیدروژن حرکت می کند را تعیین کنید. (2.8*10^-23)

49) انرژی اتصال الکترون در حالت پایه را برای یون He+ تعیین کنید. (54.5)

50) با توجه به اینکه انرژی یونیزاسیون اتم هیدروژن 13.6 eV است، اولین پتانسیل تحریک این اتم را تعیین کنید. (10.2)

51) یک الکترون از یک اتم هیدروژن که در حالت پایه است توسط یک فوتون انرژی e خارج می شود. سرعت الکترون خارج از اتم را تعیین کنید. (sqrt(2(E-Ei)/m))

52) حداکثر سرعتی که الکترونها باید داشته باشند تا با ضربه یک اتم هیدروژن را از حالت اول به حالت سوم منتقل کنند چقدر است. (2.06)

53) انرژی فوتون گسیل شده در هنگام انتقال الکترون در اتم هیدروژن از سطح انرژی سوم به سطح دوم را تعیین کنید. (1.89)

54) هنگامی که یک فوتون با انرژی 1.93 * 10^-18 ژول جذب شود، یک الکترون در اتم هیدروژن به چه مداری می رود. (3)

55) در نتیجه جذب یک فوتون، الکترون موجود در اتم هیدروژن از اولین مدار بور به مدار دوم حرکت کرد. فرکانس این فوتون چقدر است؟ (2.5*10^15)

56) یک الکترون در اتم هیدروژن از یک سطح انرژی به سطح دیگر عبور می کند. چه انتقالی با جذب انرژی مطابقت دارد. (1،2،5)

57) اگر پتانسیل یونیزاسیون اتم هیدروژن 13.6 باشد، حداقل سرعت الکترونی مورد نیاز برای یونیزاسیون اتم هیدروژن را تعیین کنید. (2.2*10^6)

58) اتم های جیوه در چه دمایی انرژی جنبشی انتقالی برای یونیزاسیون دارند؟ پتانسیل یونیزاسیون اتم جیوه 10.4 ولت است. جرم مولی جیوه 200.5 گرم در مول، ثابت گاز جهانی 8.31 است. (8*10^4)

59) انرژی اتصال یک الکترون در حالت پایه اتم He 24.6 eV است. انرژی لازم برای حذف هر دو الکترون از این اتم را بیابید. (79)

60) یک اتم هیدروژن با چه حداقل انرژی جنبشی باید حرکت کند تا یکی از آنها بتواند در یک برخورد رو به رو غیرکشسان با اتم هیدروژن دیگر در حالت سکون، فوتون ساطع کند. فرض بر این است که هر دو اتم قبل از برخورد در حالت پایه هستند. (20.4)

61) اولین پتانسیل تحریک اتم هیدروژن را تعیین کنید، جایی که R ثابت ریدبرگ است. (3Rhc/4e)

62) تفاوت طول موج خطوط سر سری لیمن را برای اتم های هیدروژن سبک و سنگین بیابید. (33 بعد از ظهر)

1) عبارت صحیح را در مورد نحوه انتشار امواج الکترومغناطیسی انتخاب کنید. 4

2) اجسام کاملاً سیاه و خاکستری که سطح یکسانی دارند تا یک دما گرم می شوند. شار تابش حرارتی این اجسام Ф0 (سیاه) و Ф (خاکستری) را مقایسه کنید. 2

3) بدن خاکستری ... 2

4) مشخصات تابش حرارتی در زیر آورده شده است. کدام یک از آنها چگالی طیفی درخشندگی انرژی نامیده می شود؟ 3

5) در شکل. نمودارهایی از وابستگی چگالی طیفی درخشندگی انرژی یک جسم سیاه به طول موج تابش در دماهای مختلف T1 و T2 و T1>T2 نشان داده شده است. کدام یک از شکل ها به درستی قوانین تابش حرارتی را در نظر می گیرد؟ 1

6) تعیین کنید که چند بار باید دمای ترمودینامیکی یک جسم سیاه را کاهش داد تا درخشندگی انرژی R آن 39 برابر تضعیف شود؟ 3

7) جسم کاملاً سیاه ... 1 است

8) آیا ظرفیت جذب یک جسم خاکستری به الف) فرکانس تابش ب) دما بستگی دارد؟ 3

9) هنگام مطالعه ستارگان A و ستارگان B، نسبت جرمهای از دست رفته توسط آنها در واحد زمان (دلتا)mA=2(دلتا)mB و شعاع آنها Ra=2.5Rb مشخص شد. حداکثر انرژی تابش ستاره B مربوط به موج لامبدا B = 0.55 میکرومتر است. کدام موج با حداکثر انرژی تابشی ستاره A مطابقت دارد؟ 1

10) عبارت صحیح را انتخاب کنید. (بدن کاملا سفید) 2

11) طول موج نور lambda0 مربوط به مرز قرمز اثر فوتوالکتریک برای لیتیوم را پیدا کنید. (تابع کار A=2.4 eV). ثابت پلانک h=6.62*10^-34 J*s. 1

12) طول موج نور lambda0 مربوط به مرز قرمز اثر فوتوالکتریک سدیم را پیدا کنید. (تابع کار A=2.3 eV). ثابت پلانک h=6.62*10^-34 J*s. 1

13) طول موج نور lambda0 مربوط به مرز قرمز اثر فوتوالکتریک برای پتاسیم را پیدا کنید. (تابع کار A=2.0 eV). ثابت پلانک h=6.62*10^-34 J*s. 3

14) طول موج نور lambda0 مربوط به مرز قرمز اثر فوتوالکتریک برای سزیم را پیدا کنید. (تابع کار A=1.9 eV). ثابت پلانک h=6.62*10^-34 J*s. 653

15) طول موج نور مربوط به مرز قرمز اثر فوتوالکتریک برای مقداری فلز لامبدا0. حداقل انرژی یک فوتون که باعث اثر فوتوالکتریک می شود را بیابید. 1

16) طول موج نور مربوط به مرز قرمز اثر فوتوالکتریک برای مقداری فلز لامبدا0. تابع کار A الکترون از فلز را پیدا کنید. 1

17) طول موج نور مربوط به مرز قرمز اثر فوتوالکتریک برای برخی فلز برابر با لامبدا0 است. حداکثر انرژی جنبشی W الکترون های پرتاب شده از فلز توسط نور با طول موج لامبدا را بیابید. 1

18) اختلاف پتانسیل تاخیری U را برای الکترون‌هایی که وقتی یک ماده خاص با نور با طول موج لامبدا روشن می‌شود، پرتاب می‌شوند، جایی که A تابع کار این ماده است. 1

19) فوتون های با انرژی الکترون ها را از فلز با تابع کار A خارج می کنند. حداکثر تکانه p را که در هنگام گسیل هر الکترون به سطح فلز منتقل می شود را پیدا کنید. 3

20) فتوسل خلاء از یک کاتد مرکزی (گلوله تنگستن) و یک آند (سطح داخلی لامپ که از داخل نقره شده است) تشکیل شده است. اختلاف پتانسیل تماس بین الکترودهای U0 باعث تسریع الکترون های خروجی می شود. فتوسل توسط نور با طول موج لامبدا روشن می شود. اگر اختلاف پتانسیل بین کاتد و آند اعمال نشود، الکترونها با رسیدن به آند چه سرعتی دارند؟ 4

21) در شکل. نمودارهایی از وابستگی حداکثر انرژی فوتوالکترون ها به انرژی فوتون های برخورد شده روی فوتوکاتد نشان داده شده است. در کدام صورت ماده کاتد فتوسل کمترین عملکرد کاری را دارد؟ 1

22) معادله انیشتین برای اثر فوتوالکتریک فوتون بسیار شکل دارد. 1

23) حداکثر سرعت الکترونهای ساطع شده از کاتد را در صورت U=3V تعیین کنید. 1

24) اثر فوتوالکتریک خارجی - ... 1

25) اثر فوتوالکتریک داخلی - ... 2

26) اثر فوتوالکتریک شیر - ... 1) شامل ... 3

27) سرعت فوتوالکترون های بیرون کشیده شده از سطح نقره توسط اشعه ماوراء بنفش (لامبدا \u003d 0.15 میکرون ، m \u003d 9.1 * 10^-31 کیلوگرم) را تعیین کنید ، اگر عملکرد کار 4.74 eV باشد. 3

28) اگر تابع کار 4.74 eV باشد، "حاشیه قرمز" اثر فوتوالکتریک را برای نقره تعیین کنید. 2

29) مرز قرمز اثر فوتوالکتریک برای فلز (lambda0) 550 نانومتر است. حداقل مقدار انرژی فوتون (Emin) را که باعث اثر فوتوالکتریک می شود، بیابید. 1

30) تابع کار یک الکترون از سطح یک فلز A1=1 eV و از دیگری A2=2 eV است. اگر انرژی فوتون تابش تابیده شده به آنها 4.8 * 10^-19 J باشد، اثر فوتوالکتریک در این فلزات مشاهده خواهد شد؟ 3

31) اثر فوتوالکتریک شیر ... 1) وقوع ... 1

32) شکل مشخصه جریان-ولتاژ اثر فوتوالکتریک را نشان می دهد. تعیین کنید که کدام منحنی با نور زیاد کاتد در همان فرکانس نور مطابقت دارد. 1

33) حداکثر سرعت Vmax فوتوالکترون های خارج شده از سطح نقره توسط تابش فرابنفش با طول موج 0.155 میکرومتر را در تابع کاری برای نقره 4.7 eV تعیین کنید. 1

34) کامپتون دریافت که تفاوت نوری بین طول موج تابش پراکنده و فرودی بستگی به ... 3

35) طول موج کامپتون (زمانی که فوتون در الکترون ها پراکنده می شود) برابر است. 1

36) اگر با پراکندگی کامپتون این تابش در زاویه 60، طول موج تابش پراکنده شده 57 بعد از ظهر باشد، طول موج تابش اشعه ایکس را تعیین کنید. 5

37) یک فوتون با طول موج 5 بعد از ظهر پراکندگی کامپتون را در زاویه 60 تجربه کرد. تغییر طول موج را در حین پراکندگی تعیین کنید. 2

38) طول موج پرتوهای ایکس چقدر بود، اگر وقتی این تابش توسط ماده ای با زاویه 60 پراکنده می شود، طول موج پرتوهای ایکس پراکنده 4 * 10^-11 متر باشد.

39) آیا عبارات زیر درست است: الف) پراکندگی زمانی اتفاق می افتد که یک فوتون با یک الکترون آزاد برهمکنش می کند، و اثر فوتوالکتریک هنگام برهمکنش با الکترون های مقید اتفاق می افتد ب) جذب یک فوتون توسط یک الکترون آزاد غیرممکن است، زیرا این فرآیند در تضاد است. با قوانین بقای تکانه و انرژی. 3

40) شکل 3 نمودار برداری از پراکندگی کامپتون را نشان می دهد. کدام یک از بردارها نشان دهنده تکانه فوتون پراکنده است؟ 2

41) شار نور تک رنگ جهت دار Ф با زاویه 30 روی صفحات کاملاً سیاه (A) و آینه ای (B) می افتد (شکل 4). در صورت ثابت بودن صفحات، فشار نور را به ترتیب روی صفحات A و B مقایسه کنید. 3

42) فرمول کدام یک از عبارات زیر به طور تجربی توسط کامپتون به دست آمده است؟ 1

43) آیا الکترون آزاد می تواند فوتون را جذب کند؟ 2

44) یک فوتون با انرژی 0.12 مگا الکترون ولت توسط یک الکترون آزاد در ابتدا در حالت استراحت پراکنده شد. مشخص است که طول موج فوتون پراکنده 10٪ تغییر کرده است. انرژی جنبشی الکترون پس زدگی (T) را تعیین کنید. 1

45) تابش اشعه ایکس با طول موج 55.8 بعد از ظهر توسط یک کاشی گرافیتی (اثر کامپتون) پراکنده می شود. طول موج نور پراکنده شده در زاویه 60 نسبت به جهت پرتو نور فرودی را تعیین کنید. 1

85) در آزمایش یانگ، سوراخ با نور تک رنگ (لامبدا = 600 نانومتر) روشن می شود. فاصله بین سوراخ ها d=1 نانومتر، فاصله سوراخ ها تا صفحه L=3 متر است.موقعیت سه نوار نوری اول را پیدا کنید. 4

86) تاسیسات برای بدست آوردن حلقه های نیوتن با نور تک رنگی که به طور معمول می افتد روشن می شود. طول موج نور لامبدا=400 نانومتر. ضخامت گوه هوا بین لنز و صفحه شیشه ای برای حلقه درخشان سوم در نور بازتابی چقدر است؟ 3

87) در آزمایش یانگ (تداخل نور از دو شکاف باریک)، یک صفحه شیشه ای نازک در مسیر یکی از پرتوهای مزاحم قرار داده شد که در نتیجه نوار روشن مرکزی به موقعیتی که در ابتدا توسط نور پنجم اشغال شده بود، تغییر یافت. نوار (بدون احتساب نوار مرکزی). پرتو عمود بر سطح صفحه برخورد می کند. ضریب شکست صفحه n=1.5. طول موج لامبدا=600 نانومتر. ضخامت h صفحه چقدر است؟ 2

88) نصب برای مشاهده حلقه های نیوتن توسط نور تک رنگ با طول موج لامبدا = 0.6 میکرون روشن می شود که به طور معمول سقوط می کند. مشاهده در نور منعکس شده انجام می شود. شعاع انحنای عدسی R=4 متر است، در صورتی که شعاع حلقه نوری سوم r=2.1 میلی متر باشد، ضریب شکست مایعی که فضای بین عدسی و صفحه شیشه ای را پر می کند را تعیین کنید. مشخص است که ضریب شکست مایع کمتر از شیشه است. 3

89) طول قطعه l1 را تعیین کنید که همان تعداد طول موج نور تک رنگ در خلاء به اندازه کاتر l2=5 میلی متر در شیشه بر روی آن قرار می گیرد. ضریب شکست شیشه n2=1.5. 3 http://ivandriver.blogspot.ru/2015/01/l1-l25-n15.html

90) یک پرتو معمولی موازی از نور تک رنگ (لامبدا = 0.6 میکرومتر) روی یک صفحه شیشه ای ضخیم پوشیده شده با یک لایه بسیار نازک می افتد که ضریب شکست آن n = 1.4 است. در چه حداقل ضخامت لایه نور بازتابی حداکثر کاهش می یابد؟ 3

91) عرض مجاز شکاف های d0 در آزمایش یانگ چقدر باید باشد تا الگوی تداخل در صفحه ای که در فاصله L از شکاف ها قرار دارد قابل مشاهده باشد. فاصله بین شکاف ها d، طول موج lambda0. 1

92) یک منبع تابش نقطه ای دارای طول موج هایی در محدوده lambda1=480nm تا lambda2=500nm است. طول پیوستگی این تابش را تخمین بزنید. 1

93) تعیین کنید اگر فیلتر نور بنفش (0.4 میکرون) با قرمز (0.7 میکرون) جایگزین شود، در آزمایش با آینه های فرنل چند برابر عرض حاشیه های تداخل روی صفحه نمایش تغییر می کند. حداکثر: دلتا=+-m*لامبدا، دلتا=xd/l، xd/l=+-m*لامبدا، x=+-(ml/d)*لامبدا، دلتا x=(ml*لامبدا/d)-( (m-1)l*lambda/d)=l*lambda/d، delta x1/delta x2=lambda2/lambda1 = 1.75 (1)

94) در نصب یانگ فاصله بین شکاف ها 1.5 میلی متر است و صفحه نمایش در فاصله 2 متری از شکاف ها قرار دارد. اگر طول موج نور تک رنگ 670 نانومتر باشد، فاصله بین حاشیه های تداخل روی صفحه را تعیین کنید. 3

95) دو پرتو منسجم (لامبدا = 589 نانومتر) یکدیگر را در یک نقطه به حداکثر می‌رسانند. یک فیلم صابون معمولی در مسیر یکی از آنها قرار داده شد (n=1.33). در حداقل ضخامت d از لایه صابون، این پرتوهای منسجم در نقطه ای حداکثر یکدیگر را ضعیف می کنند. 3

96) نصب برای به دست آوردن حلقه های نیوتن با تابش نور تک رنگ در امتداد نرمال به سطح صفحه روشن می شود. شعاع انحنای عدسی R=15 متر مشاهده در نور بازتابی انجام می شود. فاصله بین حلقه های نیوتن نور پنجم و بیست و پنجم l=9 میلی متر. طول موج لامبدا نور تک رنگ را پیدا کنید. r=sqrt((2m-1)lambda*R/2)، دلتا d=r2-r1=sqrt((2*m2-1)lambda*R/2)-sqrt((2*m1-1)lambda* R/2)=7sqrt(lambda*R/2)-3sqrt(lambda*R/2)=4sqrt(lambda*R/2)، lambda=sqr(دلتا d)/8R = 675 نانومتر.

97) دو شیار 0.1 میلی متر از هم فاصله دارند و 1.20 متر از صفحه نمایش فاصله دارند. از یک منبع دور، نوری با طول موج لامبدا = 500 نانومتر روی شکاف می افتد. فاصله خطوط نور روی صفحه نمایش چقدر است؟ 2

98) نور تک رنگ با طول موج لامبدا = 0.66 میکرون برای به دست آوردن حلقه های نیوتن بر روی تاسیسات می افتد. شعاع حلقه نور پنجم در نور بازتابی 3 میلی متر است. شعاع انحنای عدسی را تعیین کنید. 3 متر یا 2.5 متر

100) یک الگوی تداخل از دو منبع نور منسجم با طول موج لامبدا \u003d 760 نانومتر روی صفحه مشاهده می شود. اگر پلاستیکی از کوارتز ذوب شده d = 1 میلی متر ضخامت با ضریب شکست n = 1.46 در مسیر یکی از پرتوها قرار گیرد، الگوی تداخل روی صفحه نمایشگر چند حاشیه تغییر می کند؟ پرتو به طور معمول روی صفحه می افتد. 2

101) یک الگوی تداخل از دو منبع نوری منسجم با طول موج 589 نانومتر بر روی صفحه نمایش مشاهده می شود. اگر یک پلاستیک کوارتز ذوب شده به ضخامت 0.41 میلی متر با ضریب شکست n = 1.46 در مسیر یکی از پرتوها قرار گیرد، الگوی تداخل روی صفحه نمایشگر چند حاشیه تغییر می کند؟ پرتو به طور معمول روی صفحه می افتد. 3

103) اگر به رشته یک لامپ رشته ای نگاه کنید، به نظر می رسد رشته با نورهای برجسته در دو جهت عمود بر هم قرار گرفته است. اگر رشته لامپ موازی با بینی ناظر باشد، می توان مجموعه ای از تصاویر رنگین کمانی از رشته را مشاهده کرد. دلیل این پدیده را توضیح دهید. 4

104) نور به طور معمول بر روی یک توری پراش شفاف به عرض l=7 سانتی متر می افتد. کوچکترین اختلاف موجی را که این توری می تواند در ناحیه لامبدا=600 نانومتر حل کند را تعیین کنید. پاسخ خود را در pm تا نزدیکترین دهم تایپ کنید. 7.98*10^-12=8.0*10^-12

105) شدت موج تک رنگ I0 باشد. الگوی پراش با استفاده از یک صفحه مات با یک سوراخ گرد که موج داده شده به صورت عمود بر روی آن برخورد می کند، مشاهده می شود. با در نظر گرفتن سوراخ برابر با اولین ناحیه فرنل، شدت های I1 و I2 را مقایسه کنید، که در آن I1 شدت نور پشت صفحه نمایش با سوراخ کاملاً باز است و I2 شدت نور پشت صفحه نمایش با سوراخ نیمه بسته است. قطر). 2

106) نور تک رنگ با طول موج 0.6 میکرون معمولاً روی یک توری پراش می افتد. زاویه پراش برای حداکثر پنجم 30 است و حداقل اختلاف طول موج قابل حل توسط گریتینگ برای این حداکثر 0.2 نانومتر است. تعیین: 1) ثابت توری پراش. 2) طول توری پراش. 4

107) یک پرتو موازی نور روی دیافراگم با سوراخ گرد می افتد. حداکثر فاصله مرکز سوراخ تا صفحه را تعیین کنید، که در آن نقطه تاریکی در مرکز الگوی پراش مشاهده می شود، اگر شعاع سوراخ r=1 میلی متر باشد، طول موج نور فرودی برابر است با 0.5 میکرومتر 2

108) نور معمولی تک رنگ روی یک شکاف باریک می افتد. جهت آن به چهارمین باند پراش تیره 30 است. تعداد کل قله های پراش را تعیین کنید. 4

109) یک موج معمولی تک رنگ با طول لامبدا روی یک توری پراش با دوره d \u003d 2.8 * لامبدا می افتد. بالاترین مرتبه حداکثر پراش داده شده توسط گریتینگ چیست؟ تعداد کل ماکزیمم ها را مشخص کنید؟ 1

110) نور با طول موج 750 نانومتر از شکافی با عرض D \u003d 20 میکرون عبور می کند. عرض حداکثر مرکزی روی صفحه در فاصله L=20 سانتی متر از شکاف چقدر است؟ 4

111) یک پرتو نور از یک لوله تخلیه معمولاً روی یک شبکه پراش می افتد. ثابت d توری پراش چقدر باید باشد تا حداکثر خطوط lambda1=656.3 نانومتر و lambda2=410.2 نانومتر در جهت phi=41 منطبق شوند. 1

112) با استفاده از گریتینگ پراش با پریود 01/0 میلی متر، اولین ماکزیمم پراش در فاصله 8/2 سانتی متر از حداکثر مرکزی و در فاصله 4/1 متر از گریتینگ به دست آمد. طول موج نور را پیدا کنید. 4

113) یک منبع نور نقطه ای با طول موج 0.6 میکرون در فاصله a = 110 سانتی متر در مقابل دیافراگم با سوراخ گرد به شعاع 0.8 میلی متر قرار دارد. فاصله b را از دیافراگم تا نقطه مشاهده که تعداد مناطق فرنل در سوراخ k=2 است را پیدا کنید. 3

114) یک منبع نور نقطه ای (لامبدا = 0.5 میکرومتر) در فاصله a = 1 متر در مقابل یک دیافراگم با سوراخ گرد به قطر d = 2 میلی متر قرار دارد. اگر سوراخ سه ناحیه فرنل را باز کند، فاصله b (m) از دیافراگم تا نقطه مشاهده را تعیین کنید. 2 http://studyport.ru/images/stories/tasks/Physics/difraktsija-sveta/1.gif

116) نور معمولی تک رنگ با طول موج 550 نانومتر روی یک توری پراش با طول l \u003d 15 میلی متر می افتد که حاوی N \u003d 3000 ضربه است. پیدا کنید: 1) تعداد ماکزیمم های مشاهده شده در طیف توری پراش 2) زاویه مربوط به آخرین حداکثر. 2

117) با دور شدن صفحه از توری، الگوی طیف پراش چگونه تغییر می کند؟ 2

118) یک پرتو موازی از نور تک رنگ با طول موج 0.5 میکرون معمولاً روی صفحه ای با سوراخ گرد به شعاع r \u003d 1.5 میلی متر می افتد. نقطه مشاهده بر روی محور سوراخ در فاصله 1.5 متری از آن قرار دارد. تعیین کنید: 1) تعداد مناطق فرنل که در سوراخ قرار می گیرند 2) اگر صفحه ای در نقطه مشاهده قرار گیرد، یک حلقه تیره یا روشن در مرکز الگوی پراش مشاهده می شود. r=sqrt(bm*lambda)، m=r^2/b*lambda=3 - فرد، حلقه سبک. 2

119) یک موج صفحه به طور معمول روی دیافراگم با سوراخ گرد می افتد. اگر شعاع ناحیه فرنل دوم 2 میلی متر باشد، شعاع ناحیه فرنل چهارم را تعیین کنید. 4

120) پراکندگی زاویه ای توری پراش در طیف درجه اول dphi / dlambda \u003d 2.02 * 10 ^ 5 راد / متر. اگر فاصله کانونی عدسی که طیف را روی صفحه نمایش می دهد F=40 سانتی متر باشد، پراکندگی خطی D شبکه پراش را بیابید.

§ 1. تشعشع حرارتی

در فرآیند مطالعه تابش اجسام گرم شده، مشخص شد که هر جسم گرم شده، امواج الکترومغناطیسی (نور) را در محدوده فرکانسی وسیع ساطع می کند. از این رو، تابش حرارتی تابش امواج الکترومغناطیسی ناشی از انرژی درونی بدن است.

تابش حرارتی در هر دمایی رخ می دهد. با این حال، در دماهای پایین، عملا فقط امواج الکترومغناطیسی طولانی (مادون قرمز) ساطع می شود.

ما مقادیر زیر را برای تشعشع و جذب انرژی توسط اجسام حمل می کنیم:

    درخشندگی انرژیآر(تی) انرژی W است که از 1 متر مربع از سطح یک جسم درخشان در 1 ثانیه ساطع می شود.

W / m 2.

    انتشار بدن r(λ,T) (یا چگالی طیفی درخشندگی انرژی)- این انرژی در یک بازه طول موج منفرد است که توسط 1 متر مربع از سطح یک جسم درخشان در 1 ثانیه ساطع می شود.

.
.

اینجا
انرژی تابش با طول موج از λ تا است
.

رابطه بین درخشندگی انرژی انتگرال و چگالی طیفی درخشندگی انرژی با رابطه زیر بدست می‌آید:

.


.

به طور تجربی ثابت شد که نسبت توانایی های ساطع و جذب به ماهیت بدن بستگی ندارد. این بدان معنی است که تابع (جهانی) طول موج (فرکانس) و دما برای همه اجسام یکسان است. این قانون تجربی توسط کیرشهوف کشف شد و نام او را یدک می‌کشد.

قانون Kirchhoff: نسبت توانایی های گسیل و جذب به ماهیت بدن بستگی ندارد، این برای همه اجسام یک تابع (جهانی) طول موج (فرکانس) و دما است:

.

جسمی که در هر دمایی تمام تشعشعات وارده به خود را به طور کامل جذب کند، جسم کاملا سیاه یک A.C.T نامیده می شود.

ظرفیت جذب یک جسم سیاه a.ch.t. (λ,T) برابر با یک است. این بدان معنی است که تابع کیرشهوف جهانی است
با تابش یک جسم سیاه کامل یکسان است
. بنابراین، برای حل مشکل تابش حرارتی، لازم بود شکل تابع Kirchhoff یا انتشار یک جسم کاملا سیاه ایجاد شود.

تجزیه و تحلیل داده های تجربی و استفاده از روش های ترمودینامیکفیزیکدانان اتریشی جوزف استفان(1835 - 1893) و لودویگ بولتزمن(1844-1906) در سال 1879 تا حدودی مشکل تشعشعات A.Ch.T را حل کرد. آنها فرمولی برای تعیین درخشندگی انرژی یک a.ch.t دریافت کردند. – R acht (T). طبق قانون استفان بولتزمن

,
.

که در
در سال 1896، فیزیکدانان آلمانی به رهبری ویلهلم وین یک مجموعه آزمایشی فوق مدرن برای آن زمان ایجاد کردند تا توزیع شدت تابش را بر روی طول موج ها (فرکانس ها) در طیف تابش حرارتی یک جسم سیاه مطالعه کنند. آزمایش‌های انجام‌شده روی این تأسیسات: اولاً، نتیجه به‌دست‌آمده توسط فیزیکدانان اتریشی J. Stefan و L. Boltzmann را تأیید کرد. در مرحله دوم، نمودارهایی از توزیع شدت تابش حرارتی بر طول موج ها به دست آمد. آنها به طور شگفت انگیزی شبیه منحنی های توزیع مولکول های گاز در یک حجم بسته بودند که قبلاً توسط جی. ماکسول، با توجه به سرعت ها به دست آمده بود.

توضیح نظری نمودارهای حاصل به مشکل اصلی اواخر دهه 90 قرن نوزدهم تبدیل شد.

لرد فیزیک کلاسیک انگلیسی ریلی(1842-1919) و آقا جیمز جین(1877-1946) به تابش حرارتی اعمال می شود روش های فیزیک آماری(ما از قانون کلاسیک در مورد تقسیم انرژی بر درجات آزادی استفاده کردیم). ریلی و جین روش فیزیک آماری را به همان روشی که ماکسول آن را روی مجموعه تعادلی از ذرات متحرک تصادفی در یک حفره بسته اعمال کرد، به کار بردند. آنها فرض کردند که برای هر نوسان الکترومغناطیسی انرژی متوسط ​​برابر با kT ( برای برق و به انرژی مغناطیسی). بر اساس این ملاحظات، آنها فرمول زیر را برای انتشار یک A.Ch.T به دست آوردند:

.

E
این فرمول به خوبی سیر وابستگی تجربی را در طول موج‌های بلند (در فرکانس‌های پایین) توضیح می‌دهد. اما برای طول موج های کوتاه (فرکانس های بالا یا در ناحیه فرابنفش طیف)، نظریه کلاسیک ریلی و جین افزایش بی نهایت در شدت تابش را پیش بینی کرد. این اثر فاجعه فرابنفش نامیده می شود.

با فرض اینکه انرژی مشابه با یک موج الکترومغناطیسی ایستاده با هر فرکانسی مطابقت دارد، ریلی و جین از این واقعیت غفلت کردند که فرکانس‌های بالاتر و بالاتر با افزایش دما در تشعشع نقش دارند. به طور طبیعی، مدل اتخاذ شده توسط آنها باید به افزایش بی نهایت در انرژی تابش در فرکانس های بالا منجر می شد. فاجعه فرابنفش به یک پارادوکس جدی فیزیک کلاسیک تبدیل شده است.

با
تلاش بعدی برای به دست آوردن فرمولی برای وابستگی انتشار یک A.Ch.T. از طول موج وین را بر عهده گرفت. با روش ها ترمودینامیک کلاسیک و الکترودینامیک سرزنش کردنموفق به استخراج رابطه‌ای شد که نمایش گرافیکی آن به طور رضایت‌بخشی با بخش موج کوتاه (فرکانس بالا) از داده‌های به‌دست‌آمده در آزمایش منطبق بود، اما کاملاً از نتایج آزمایش‌ها برای طول‌موج‌های بلند (فرکانس‌های پایین) فاصله داشت.

.

از این فرمول، رابطه ای مربوط به آن طول موج به دست آمد
که مربوط به حداکثر شدت تابش و دمای مطلق بدن T (قانون جابجایی وین) است:

,
.

این با نتایج تجربی به‌دست‌آمده توسط وین مطابقت داشت، که از آن به دنبال آن بود که با افزایش دما، حداکثر شدت تابش به سمت طول‌موج‌های کوتاه‌تر تغییر می‌کرد.

اما هیچ فرمولی برای توصیف کل منحنی وجود نداشت.

سپس ماکس پلانک (1858-1947)، که در آن زمان در بخش فیزیک در مؤسسه قیصر ویلهلم برلین کار می کرد، راه حل این مشکل را بر عهده گرفت. پلانک یکی از اعضای بسیار محافظه کار آکادمی پروس بود که کاملاً در روش های فیزیک کلاسیک جذب شده بود. او علاقه زیادی به ترمودینامیک داشت. پلانک عملاً از لحظه دفاع از پایان نامه خود در سال 1879 و تقریباً تا پایان قرن بیست سال متوالی به بررسی مسائل مربوط به قوانین ترمودینامیک مشغول بود. پلانک متوجه شد که الکترودینامیک کلاسیک نمی تواند به این سوال پاسخ دهد که انرژی تابش تعادلی چگونه در طول موج ها (فرکانس ها) توزیع می شود. مشکلی که به وجود آمد مربوط به حوزه ترمودینامیک بود. پلانک فرآیند برگشت ناپذیر برقراری تعادل بین ماده و تابش (نور) را بررسی کرد.. پلانک برای تطابق نظریه با تجربه، تنها در یک نکته از نظریه کلاسیک منحرف شد: او این فرضیه را پذیرفت که گسیل نور در بخش هایی (کوانتومی) رخ می دهد.. فرضیه پذیرفته شده توسط پلانک امکان به دست آوردن چنین توزیع انرژی را در طیف برای تابش حرارتی، که مطابق با آزمایش بود، فراهم کرد.

پس تابش حرارتی چیست؟

تابش حرارتی تابش الکترومغناطیسی است که در اثر انرژی حرکت چرخشی و ارتعاشی اتم ها و مولکول ها در ترکیب یک ماده رخ می دهد. تشعشع حرارتی مشخصه تمام اجسامی است که دمای آنها بیش از دمای صفر مطلق است.

تابش حرارتی بدن انسان متعلق به طیف مادون قرمز امواج الکترومغناطیسی است. برای اولین بار چنین تشعشعی توسط ستاره شناس انگلیسی ویلیام هرشل کشف شد. در سال 1865، فیزیکدان انگلیسی جی. ماکسول ثابت کرد که تابش مادون قرمز ماهیت الکترومغناطیسی دارد و طول موج آن 760 است. نانومترتا 1-2 میلی متر. اغلب، کل محدوده تابش IR به مناطق تقسیم می شود: نزدیک (750 نانومتر-2.500نانومتر، متوسط ​​(2.500 نانومتر - 50.000نانومتر) و دور (50000 نانومتر-2.000.000نانومتر).

اجازه دهید موردی را در نظر بگیریم که جسم A در حفره B قرار دارد، که توسط یک پوسته بازتابی ایده‌آل (غیر قابل نفوذ در برابر تشعشع) C محدود شده است (شکل 1). در نتیجه انعکاس چندگانه از سطح داخلی پوسته، تابش در داخل حفره آینه باقی می‌ماند و تا حدی توسط بدن A جذب می‌شود. در چنین شرایطی، حفره سیستم B - بدن A انرژی خود را از دست نمی‌دهد، بلکه فقط به صورت مداوم انرژی خود را از دست می‌دهد. تبادل انرژی بین جسم A و تشعشعی که حفره B را پر می کند رخ می دهد.

عکس. 1. بازتاب چندگانه امواج حرارتی از دیواره های آینه ای حفره B

اگر توزیع انرژی برای هر طول موج بدون تغییر باقی بماند، آنگاه وضعیت چنین سیستمی در حالت تعادل خواهد بود و تابش نیز در حالت تعادل خواهد بود. تنها نوع تابش تعادل حرارتی است. اگر به دلایلی تعادل بین تشعشع و بدن تغییر کند، چنین فرآیندهای ترمودینامیکی شروع می شود که سیستم را به حالت تعادل باز می گرداند. اگر بدن A بیش از آنچه جذب می کند شروع به تابش کند، آنگاه بدن شروع به از دست دادن انرژی درونی می کند و دمای بدن (به عنوان معیار انرژی داخلی) شروع به کاهش می کند که باعث کاهش مقدار انرژی تابشی می شود. دمای بدن کاهش می یابد تا زمانی که مقدار انرژی ساطع شده با مقدار انرژی جذب شده توسط بدن برابر شود. بنابراین، یک حالت تعادل فرا خواهد رسید.

تابش حرارتی تعادل دارای خواص زیر است: همگن (چگالی شار انرژی یکسان در تمام نقاط حفره)، همسانگرد (جهت های انتشار احتمالی متوازن است)، غیر قطبی (جهت ها و مقادیر بردارهای میدان های الکتریکی و مغناطیسی). در تمام نقاط حفره به طور تصادفی تغییر می کند).

ویژگی های کمی اصلی تابش حرارتی عبارتند از:

- درخشندگی انرژی - این مقدار انرژی تابش الکترومغناطیسی در کل محدوده طول موج تابش حرارتی است که توسط بدن در تمام جهات از یک واحد سطح در واحد زمان تابش می شود: R \u003d E / (S t)، [J / (m 2 s)] \u003d [W /m 2] درخشندگی انرژی به ماهیت بدن، دمای بدن، وضعیت سطح بدن و طول موج تابش بستگی دارد.

- چگالی طیفی درخشندگی انرژی - درخشندگی انرژی بدن برای طول موج های معین (λ + dλ) در دمای معین (T + dT): R λ,T = f(λ, T).

درخشندگی جسم در طول موج های معین با ادغام R λ,T = f(λ, T) برای T = const محاسبه می شود:

- ضریب جذب - نسبت انرژی جذب شده توسط بدن به انرژی فرود. بنابراین، اگر تابش جریان سقوط dF روی بدن بیفتد، یک قسمت از آن از سطح بدن منعکس می شود - dФ neg، قسمت دیگر به بدن می رود و تا حدی به گرمای جذب dF تبدیل می شود و قسمت سوم، پس از چندین بازتاب داخلی، از بدن به سمت بیرون عبور می کند dФ pr : α = dF جذب / dФ سقوط می کند.

ضریب جذب α به ماهیت جسم جذب کننده، طول موج تابش جذب شده، دما و وضعیت سطح بدن بستگی دارد.

- ضریب جذب تک رنگ- ضریب جذب تابش حرارتی یک طول موج معین در دمای معین: α λ,T = f(λ,T)

در بین اجسام چنین اجسامی وجود دارند که می توانند تمام تشعشعات حرارتی با هر طول موجی را که روی آنها بیفتد جذب کنند. چنین اجسام کاملاً جذب کننده نامیده می شوند بدن های کاملا سیاه. برای آنها α = 1.

اجسام خاکستری نیز وجود دارند که α<1, но одинаковый для всех длин волн инфракрасного диапазона.

مدل بدنه سیاه یک دهانه کوچک از حفره با پوسته ای غیر قابل نفوذ در برابر حرارت است. قطر سوراخ بیش از 0.1 قطر حفره نیست. در دمای ثابت مقداری انرژی از سوراخ ساطع می شود که مربوط به درخشندگی انرژی یک جسم کاملا سیاه است. اما ABB یک ایده آل سازی است. اما قوانین تابش حرارتی یک جسم سیاه به نزدیک شدن به الگوهای واقعی کمک می کند.

2. قوانین تابش حرارتی

1. قانون کیرشهوف. تشعشعات حرارتی تعادل هستند - چه مقدار انرژی توسط بدن ساطع می شود، بنابراین مقدار زیادی از آن توسط آن جذب می شود. برای سه جسم در یک حفره بسته می توانیم بنویسیم:

نسبت نشان داده شده حتی زمانی که یکی از بدنه ها AF باشد درست خواهد بود:

زیرا برای جسم سیاه α λT .
این قانون کیرشهوف است: نسبت چگالی طیفی درخشندگی انرژی یک جسم به ضریب جذب تک رنگ آن (در دمای معین و برای یک طول موج معین) به ماهیت جسم بستگی ندارد و برای تمام اجسام یکسان است. چگالی طیفی درخشندگی انرژی در دما و طول موج یکسان.

پیامدهای قانون کیرشهوف:
1. درخشندگی انرژی طیفی یک جسم سیاه تابعی جهانی از طول موج و دمای بدن است.
2. درخشندگی انرژی طیفی جسم سیاه بزرگترین است.
3. درخشندگی انرژی طیفی یک جسم دلخواه برابر است با حاصل ضرب ضریب جذب آن و درخشندگی انرژی طیفی جسم کاملاً سیاه.
4. هر جسمی در دمای معین، امواجی با همان طول موجی که در دمای معین از خود ساطع می کند، ساطع می کند.

مطالعه سیستماتیک طیف تعدادی از عناصر به کیرشهوف و بونسن اجازه داد تا یک رابطه روشن بین طیف جذب و انتشار گازها و فردیت اتم های مربوطه برقرار کنند. بنابراین پیشنهاد شد تحلیل طیفی، که می تواند برای تشخیص موادی که غلظت آنها 0.1 نانومتر است استفاده شود.

توزیع چگالی طیفی درخشندگی انرژی برای یک جسم سیاه، یک جسم خاکستری، یک جسم دلخواه. آخرین منحنی دارای چندین ماکزیمم و حداقل است که نشان دهنده گزینش پذیری تابش و جذب چنین اجسامی است.

2. قانون استفان بولتزمن.
در سال 1879، دانشمندان اتریشی جوزف استفان (به طور تجربی برای یک جسم دلخواه) و لودویگ بولتزمن (به طور نظری برای یک جسم سیاه) ثابت کردند که درخشندگی انرژی کل در کل محدوده طول موج با توان چهارم دمای مطلق بدن متناسب است:

3. قانون شراب.
ویلهلم وین فیزیکدان آلمانی در سال 1893 قانونی را تدوین کرد که موقعیت حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی یک جسم را در طیف تابش یک جسم سیاه بسته به دما تعیین می کند. طبق قانون، طول موج λmax، که حداکثر چگالی طیفی درخشندگی انرژی یک جسم سیاه را به حساب می‌آورد، با دمای مطلق آن تناسب معکوس دارد: λ max \u003d w / t، که در آن w \u003d 2.9 * 10 - 3 متر K ثابت وین است.

بنابراین، با افزایش دما، نه تنها انرژی کل تابش تغییر می کند، بلکه شکل منحنی توزیع چگالی طیفی درخشندگی انرژی نیز تغییر می کند. حداکثر چگالی طیفی با افزایش دما به سمت طول موج های کوتاه تر تغییر می کند. بنابراین قانون وین را قانون جابجایی می نامند.

قانون وین اعمال می شود در پیرومتری نوری- روشی برای تعیین دما از طیف انتشار اجسام به شدت گرم شده که دور از ناظر هستند. با این روش بود که دمای خورشید برای اولین بار (برای 470 نانومتر T = 6160K) تعیین شد.

قوانین ارائه شده امکان یافتن معادلات برای توزیع چگالی طیفی درخشندگی انرژی بر طول موج ها را به لحاظ نظری ممکن نمی سازد. آثار ریلی و جین، که در آن دانشمندان ترکیب طیفی تابش جسم سیاه را بر اساس قوانین فیزیک کلاسیک مطالعه کردند، منجر به مشکلات اساسی به نام فاجعه فرابنفش شد. در محدوده امواج UV، درخشندگی انرژی جسم سیاه باید به بی نهایت می رسید، اگرچه در آزمایشات به صفر کاهش یافت. این نتایج با قانون بقای انرژی در تضاد بود.

4. نظریه پلانک. یک دانشمند آلمانی در سال 1900 این فرضیه را مطرح کرد که اجسام به طور مداوم ساطع نمی کنند، بلکه در بخش های جداگانه - کوانتوم ها. انرژی کوانتومی متناسب با فرکانس تابش است: E = hν = h·c/λ، که در آن h = 6.63*10 -34 J·s ثابت پلانک است.

او با هدایت مفاهیم تابش کوانتومی یک جسم سیاه، معادله ای برای چگالی طیفی درخشندگی انرژی یک جسم سیاه به دست آورد:

این فرمول با داده های تجربی در کل محدوده طول موج در تمام دماها مطابقت دارد.

خورشید منبع اصلی تشعشعات حرارتی در طبیعت است. تابش خورشیدی طیف گسترده ای از طول موج ها را اشغال می کند: از 0.1 نانومتر تا 10 متر یا بیشتر. 99 درصد انرژی خورشیدی در محدوده 280 تا 6000 قرار دارد نانومتر. در کوهستان ها از 800 تا 1000 وات بر متر مربع در واحد سطح زمین می افتد. یک دو میلیاردم گرما به سطح زمین می رسد - 9.23 J / cm2. برای محدوده تابش حرارتی از 6000 تا 500000 نانومتر 0.4 درصد از انرژی خورشید را تشکیل می دهد. در جو زمین، بیشتر تابش مادون قرمز توسط مولکول های آب، اکسیژن، نیتروژن، دی اکسید کربن جذب می شود. محدوده رادیویی نیز بیشتر توسط جو جذب می شود.

مقدار انرژی که پرتوهای خورشید در 1 ثانیه به مساحت 1 متر مربع در خارج از جو زمین در ارتفاع 82 کیلومتری عمود بر پرتوهای خورشید قرار دارد، ثابت خورشیدی نامیده می شود. برابر با 1.4 * 10 3 W / m 2 است.

توزیع طیفی چگالی شار نرمال تابش خورشیدی با آن برای جسم سیاه در دمای 6000 درجه منطبق است. بنابراین خورشید نسبت به تابش حرارتی یک جسم سیاه است.

3. تشعشع اجسام واقعی و بدن انسان

تشعشعات حرارتی از سطح بدن انسان نقش مهمی در انتقال حرارت دارد. چنین روش هایی برای انتقال حرارت وجود دارد: هدایت حرارتی (رسانایی)، همرفت، تابش، تبخیر. بسته به شرایطی که فرد در آن قرار می گیرد، هر یک از این روش ها می تواند غالب باشد (مثلاً در دمای بسیار بالا، تبخیر نقش اصلی را ایفا می کند و در آب سرد، هدایت و دمای آب 15 درجه است. محیط کشنده برای یک فرد برهنه، و پس از 2-4 ساعت غش و مرگ به دلیل هیپوترمی مغز رخ می دهد). سهم تشعشع در کل انتقال حرارت می تواند از 75 تا 25 درصد باشد. در شرایط عادی، حدود 50٪ در استراحت فیزیولوژیکی.

تابش حرارتی که در زندگی موجودات زنده نقش دارد، به موج کوتاه (از 0.3 تا 3) تقسیم می شود. میکرومتر)و موج بلند (از 5 تا 100 میکرون). منبع تشعشعات موج کوتاه خورشید و شعله باز است و موجودات زنده منحصراً دریافت کننده این تابش هستند. تابش امواج بلند هم توسط موجودات زنده ساطع و جذب می شود.

مقدار ضریب جذب به نسبت دمای محیط و بدن، ناحیه برهمکنش آنها، جهت گیری این مناطق و برای تابش موج کوتاه - به رنگ سطح بستگی دارد. بنابراین در سیاه پوستان تنها 18 درصد از تابش موج کوتاه منعکس می شود، در حالی که در افراد نژاد سفید حدود 40 درصد (به احتمال زیاد، رنگ پوست سیاه پوستان در تکامل ارتباطی با انتقال حرارت نداشته است). برای تابش با طول موج بلند، ضریب جذب نزدیک به 1 است.

محاسبه انتقال حرارت توسط تشعشع کار بسیار دشواری است. برای اجسام واقعی، قانون استفان بولتزمن نمی تواند استفاده شود، زیرا آنها وابستگی پیچیده تری از درخشندگی انرژی به دما دارند. معلوم می شود که به دما، ماهیت بدن، شکل بدن و وضعیت سطح آن بستگی دارد. با تغییر دما، ضریب σ و توان دما تغییر می کند. سطح بدن انسان پیکربندی پیچیده ای دارد، فرد لباس هایی می پوشد که تابش را تغییر می دهد، این روند تحت تأثیر وضعیتی است که فرد در آن قرار دارد.

برای یک جسم خاکستری، قدرت تابش در کل محدوده با فرمول تعیین می شود: P = α s.t. σ T 4 S با در نظر گرفتن اجسام واقعی (پوست انسان، پارچه های لباس) نزدیک به اجسام خاکستری با تقریب های مشخص، می توانیم فرمولی برای محاسبه توان تابش اجسام واقعی در دمای معین پیدا کنیم: دماهای P = α σ T 4 S. از جسم تابشی و محیط: P = α σ (T 1 4 - T 2 4) S
ویژگی هایی از چگالی طیفی درخشندگی انرژی اجسام واقعی وجود دارد: در 310 بهکه با میانگین دمای بدن انسان مطابقت دارد، حداکثر تابش حرارتی روی 9700 می افتد. نانومتر. هر گونه تغییر در دمای بدن منجر به تغییر قدرت تابش حرارتی از سطح بدن می شود (0.1 درجه کافی است). بنابراین، مطالعه مناطق پوستی مرتبط با اندام های خاص از طریق سیستم عصبی مرکزی به شناسایی بیماری ها کمک می کند، در نتیجه دما به طور قابل توجهی تغییر می کند. ترموگرافی مناطق زاخارین-گد).

روش جالب ماساژ بدون تماس با بیوفیلد انسانی (جونا داویتاشویلی). قدرت تابش حرارتی کف دست 0.1 سه شنبهو حساسیت حرارتی پوست 0001/0 وات بر سانتی متر مربع است. اگر روی مناطق فوق الذکر عمل کنید، می توانید به طور انعکاسی کار این اندام ها را تحریک کنید.

4. اثر بیولوژیکی و درمانی گرما و سرما

بدن انسان دائما تشعشعات گرمایی ساطع و جذب می کند. این فرآیند به دمای بدن انسان و محیط بستگی دارد. حداکثر تشعشع IR بدن انسان روی 9300 نانومتر است.

در دوزهای کم و متوسط ​​تابش اشعه مادون قرمز، فرآیندهای متابولیکی افزایش یافته و واکنش‌های آنزیمی، بازسازی و فرآیندهای ترمیم تسریع می‌شوند.

در نتیجه عمل پرتوهای مادون قرمز و تابش مرئی، مواد فعال بیولوژیکی در بافت ها تشکیل می شود (برادی کینین، کالیدین، هیستامین، استیل کولین، عمدتاً مواد وازوموتور که در اجرا و تنظیم جریان خون موضعی نقش دارند).

در نتیجه اثر اشعه مادون قرمز، گیرنده های حرارتی در پوست فعال می شوند، اطلاعاتی که از آنها وارد هیپوتالاموس می شود، در نتیجه رگ های پوست منبسط می شوند، حجم خون در گردش در آنها افزایش می یابد و تعریق افزایش می یابد.

عمق نفوذ پرتوهای مادون قرمز به طول موج، رطوبت پوست، درجه رنگدانه و غیره بستگی دارد.

اریتم قرمز در پوست انسان تحت تأثیر اشعه مادون قرمز ظاهر می شود.

در عمل بالینی برای تأثیر بر همودینامیک موضعی و عمومی، افزایش تعریق، شل کردن عضلات، کاهش درد، تسریع در جذب هماتوم، نفوذ و غیره استفاده می شود.

در شرایط هایپرترمی، اثر ضد توموری پرتودرمانی - ترمورادیوتراپی - افزایش می یابد.

نشانه های اصلی استفاده از درمان مادون قرمز: فرآیندهای التهابی حاد غیر چرکی، سوختگی و سرمازدگی، فرآیندهای التهابی مزمن، زخم ها، انقباضات، چسبندگی ها، آسیب های مفاصل، رباط ها و عضلات، میوزیت، میالژی، نورالژی. موارد منع اصلی: تومورها، التهاب چرکی، خونریزی، نارسایی گردش خون.

سرماخوردگی برای توقف خونریزی، تسکین درد و درمان برخی بیماری های پوستی استفاده می شود. سفت شدن منجر به طول عمر می شود.

تحت تأثیر سرما، ضربان قلب و فشار خون کاهش می یابد و واکنش های رفلکس مهار می شود.

در دوزهای معین، سرما باعث بهبود سوختگی ها، زخم های چرکی، زخم های تروفیک، فرسایش و ورم ملتحمه می شود.

کریوبیولوژی- فرآیندهایی را که در سلول‌ها، بافت‌ها، اندام‌ها و بدن تحت تأثیر دمای پایین و غیر فیزیولوژیکی رخ می‌دهند، مطالعه می‌کند.

در پزشکی استفاده می شود سرما درمانیو هایپرترمی. کرایوتراپی شامل روش‌هایی است که بر اساس دوز خنک‌سازی بافت‌ها و اندام‌ها انجام می‌شود. کرایوسرجری (بخشی از کرایوتراپی) از انجماد موضعی بافت ها به منظور برداشتن آنها استفاده می کند (بخشی از لوزه. اگر همه - کریوتونسیلکتومی. تومورها را می توان برداشت، به عنوان مثال، پوست، دهانه رحم، و غیره) انجماد بر اساس کرایو چسبندگی (چسباندن مرطوب). بدن به یک چاقوی جراحی منجمد ) - جدا شدن از اندام قسمت.

با هیپرترمی، می توان عملکرد اندام ها را در داخل بدن برای مدتی حفظ کرد. هیپوترمی با کمک بیهوشی برای حفظ عملکرد اندام ها در غیاب تامین خون استفاده می شود، زیرا متابولیسم در بافت ها کند می شود. بافت ها به هیپوکسی مقاوم می شوند. از بیهوشی سرد استفاده کنید.

اثر گرما با استفاده از لامپ های رشته ای (لامپ Minin، سولوکس، حمام حرارتی نور، لامپ اشعه مادون قرمز) با استفاده از رسانه های فیزیکی با ظرفیت گرمایی بالا، هدایت حرارتی ضعیف و توانایی حفظ حرارت خوب انجام می شود: گل، پارافین، اوزوسریت، نفتالین و غیره

5. مبانی فیزیکی ترموگرافی تصویرگرهای حرارتی

ترموگرافی یا تصویربرداری حرارتی، یک روش تشخیصی کاربردی است که بر اساس ثبت اشعه مادون قرمز از بدن انسان است.

2 نوع ترموگرافی وجود دارد:

- ترموگرافی کلستریک تماسی: این روش از خواص نوری کریستال های مایع کلستریک (مخلوط های چند جزئی استرها و سایر مشتقات کلسترول) استفاده می کند. چنین موادی به طور انتخابی طول موج های مختلف را منعکس می کنند، که امکان به دست آوردن تصاویری از میدان حرارتی سطح بدن انسان بر روی فیلم های این مواد را فراهم می کند. جریانی از نور سفید به فیلم هدایت می شود. طول موج های مختلف بسته به دمای سطحی که کلستریک روی آن رسوب می کند، متفاوت از فیلم منعکس می شود.

تحت تأثیر دما، کلسترول ها می توانند رنگ خود را از قرمز به بنفش تغییر دهند. در نتیجه، یک تصویر رنگی از میدان حرارتی بدن انسان تشکیل می شود که با دانستن وابستگی دما به رنگ، رمزگشایی آن آسان است. کلستریک هایی وجود دارند که به شما امکان می دهند اختلاف دمای 0.1 درجه را برطرف کنید. بنابراین، می توان مرزهای فرآیند التهابی، کانون های نفوذ التهابی را در مراحل مختلف توسعه آن تعیین کرد.

در انکولوژی، ترموگرافی امکان تشخیص گره های متاستاتیک با قطر 1.5-2 را فراهم می کند. میلی متردر غده پستانی، پوست، غده تیروئید؛ در ارتوپدی و تروماتولوژی، خون رسانی به هر بخش از اندام را ارزیابی کنید، به عنوان مثال، قبل از قطع عضو، عمق سوختگی را پیش بینی کنید و غیره. در قلب و عروق و آنژیولوژی برای تشخیص نقض عملکرد طبیعی سیستم قلبی عروقی، اختلالات گردش خون در صورت بیماری لرزش، التهاب و انسداد رگ های خونی. وریدهای واریسی و غیره؛ در جراحی مغز و اعصاب، محل کانون آسیب هدایت عصبی را تعیین کنید، محل فلج عصبی ناشی از آپوپلکسی را تأیید کنید. در مامایی و زنان برای تعیین بارداری، محلی سازی محل کودک؛ تشخیص طیف گسترده ای از فرآیندهای التهابی.

- تله ترموگرافی - مبتنی بر تبدیل تابش مادون قرمز بدن انسان به سیگنال های الکتریکی است که بر روی صفحه نمایش یک تصویرگر حرارتی یا دستگاه ضبط دیگر ضبط می شود. روش غیر تماسی است.

تشعشعات IR توسط سیستمی از آینه ها درک می شود و پس از آن پرتوهای IR به یک گیرنده موج IR هدایت می شوند که بخش اصلی آن یک آشکارساز است (مقاومت نوری، بلومتر فلزی یا نیمه هادی، ترمو المنت، نشانگر فتوشیمیایی، مبدل الکترون-اپتیکی، پیزوالکتریک). آشکارسازها و غیره).

سیگنال های الکتریکی از گیرنده به تقویت کننده و سپس به دستگاه کنترل منتقل می شود که برای حرکت آینه ها (اسکن اشیاء)، گرم کردن منبع نور نقطه ای TIS (متناسب با تابش حرارتی) و حرکت فیلم عمل می کند. هر بار که فیلم با TIS با توجه به دمای بدن در محل مطالعه روشن می شود.

پس از دستگاه کنترل، سیگنال را می توان به یک سیستم کامپیوتری با نمایشگر منتقل کرد. این اجازه می دهد تا ترموگرام ها را به خاطر بسپارید و آنها را با کمک برنامه های تحلیلی پردازش کنید. فرصت‌های بیشتری توسط تصویرگرهای حرارتی رنگی فراهم می‌شود (رنگ‌های نزدیک به دما باید با رنگ‌های متضاد مشخص شوند)، و ایزوترم‌ها را می‌توان ترسیم کرد.

بسیاری از شرکت ها اخیراً به این واقعیت پی برده اند که گاهی اوقات "دسترسی" به یک مشتری بالقوه بسیار دشوار است، حوزه اطلاعاتی او به قدری مملو از انواع مختلف پیام های تبلیغاتی است که به سادگی قابل درک نیستند.
فروش فعال تلفن در حال تبدیل شدن به یکی از موثرترین روش ها برای افزایش فروش در مدت زمان کوتاه است. تماس های سرد با هدف جذب مشتریانی است که قبلاً برای یک محصول یا خدمات درخواست نداده اند، اما به دلیل تعدادی از عوامل مشتریان بالقوه هستند. پس از گرفتن شماره تلفن، مدیر فروش فعال باید هدف تماس سرد را به وضوح درک کند. به هر حال، مکالمات تلفنی به مهارت و حوصله ویژه مدیر فروش و همچنین دانش تکنیک و روش مذاکره نیاز دارد.

تابش حرارتی - تابش الکترومغناطیسی که منبع آن انرژی حرکت حرارتی اتم ها و مولکول ها است

1. ویژگی های تابش حرارتی

تابش حرارتی - این تابش الکترومغناطیسی اتم ها و مولکول ها است که در طول حرکت حرارتی آنها رخ می دهد.

اگر جسم تابشی گرما را از بیرون دریافت نکند، سرد می شود و انرژی درونی آن به میانگین انرژی حرکت حرارتی ذرات محیط کاهش می یابد. تابش حرارتی مشخصه تمام اجسام در دمای بالاتر از صفر مطلق است.

ویژگی های تابش حرارتی عبارتند از: شار تابش، درخشندگی انرژی، چگالی طیفی درخشندگی انرژی، ضریب جذب..

شار تشعشع اف (شار تابشی) میانگین توان تابش برای مدت زمان بسیار طولانی تر از دوره نوسانات نور است:

در SI، شار تابشی بر حسب وات (W) اندازه گیری می شود.

شار تابش در واحد سطح نامیده می شود درخشندگی انرژی اوآر (چگالی شار تابشی):

. (2)

واحد SI درخشندگی انرژی 1 وات بر متر مربع است.

یک جسم گرم شده امواج الکترومغناطیسی با طول های مختلف ساطع می کند. ما یک انتگرال کوچک از طول موج های  تا  + d را مشخص می کنیم.

درخشندگی انرژی مربوط به این بازه متناسب با عرض بازه است:

. (3)

جایی که r -چگالی طیفی درخشندگی انرژی بدن ، برابر با نسبت درخشندگی انرژی یک بخش باریک از طیف به عرض این بخش است. واحد اندازه گیری r در SI 1 W/m 3 است.

وابستگی چگالی طیفی درخشندگی انرژی به طول موج نامیده می شود طیف تشعشع بدن .

با ادغام (3)، عبارتی برای درخشندگی انرژی بدن به دست می آوریم:

. (4)

محدودیت های ادغام بیش از حد در نظر گرفته شده است تا تمام تشعشعات حرارتی ممکن در نظر گرفته شود.

توانایی بدن برای جذب انرژی تشعشعی با این ویژگی مشخص می شود ضریب جذب

ضریب جذب برابر است با نسبت شار تشعشعی جذب شده توسط جسم معین به شار تشعشعی وارد بر آن.

. (5)

ضریب جذب به طول موج بستگی دارد، بنابراین، برای جریان های تک رنگ، مفهوم معرفی شده است. ضریب جذب تک رنگ:

. (6)

مفاهیم بدن سیاه و بدن خاکستری.

از فرمول های (5 و 6) بر می آید که ضرایب جذب می تواند مقادیری از 0 تا 1 داشته باشد. اجسام سیاه تابش را به خوبی جذب می کنند: کاغذ سیاه، پارچه، مخمل، دوده، سیاه پلاتین و غیره. تابش بدن را با سطوح سفید و آینه ای ضعیف جذب می کند. جسمی که ضریب جذب آن برای همه فرکانس ها برابر با وحدت باشد نامیده می شود کاملا سیاه . تمام تشعشعات وارده بر آن را جذب می کند. جسم سیاه یک انتزاع فیزیکی است. چنین اجسامی در طبیعت وجود ندارد. مدل یک بدنه کاملاً سیاه، یک سوراخ کوچک در یک حفره مات بسته است (شکل). پرتویی که در این سوراخ افتاده و بارها از دیوارها منعکس شده است، تقریباً به طور کامل جذب خواهد شد. بنابراین با یک سوراخ کوچک در یک حفره بزرگ، پرتو نمی تواند از آن خارج شود، یعنی کاملا جذب می شود. یک سوراخ عمیق، یک پنجره باز که از داخل اتاق روشن نمی شود، یک چاه نمونه هایی از اجسام هستند که از نظر خصوصیات به سیاهی مطلق نزدیک می شوند.

برنج. 1. مدل بدنه کاملا مشکی.

جسمی که ضریب جذب آن کمتر از واحد باشد و به طول موج نوری که بر آن می تابید وابسته نباشد، نامیده می شود.خاکستری . هیچ جسم خاکستری در طبیعت وجود ندارد، با این حال، برخی از اجسام به صورت خاکستری در محدوده مشخصی از طول موج ها ساطع و جذب می شوند. به عنوان مثال، بدن انسان گاهی خاکستری در نظر گرفته می شود و ضریب جذب آن 0.9  است.

تابش حرارتی- تشعشعات الکترومغناطیسی که از یک ماده ساطع می شود و به دلیل انرژی درونی آن ایجاد می شود.

این ناشی از تحریک ذرات ماده در هنگام برخورد در فرآیند حرکت حرارتی یون‌های نوسانی است.

شدت تابش و ترکیب طیفی آن به دمای بدن بستگی دارد، بنابراین تابش حرارتی همیشه توسط چشم درک نمی شود.

بدن با گرم شدن تا دمای بالا، بخش قابل توجهی از انرژی در محدوده مرئی ساطع می شود و در دمای اتاق، انرژی در قسمت مادون قرمز طیف منتشر می شود.

طبق استانداردهای بین المللی، 3 ناحیه تابش مادون قرمز وجود دارد:

1. مادون قرمز A

λ از 780 تا 1400 نانومتر

2. مادون قرمز B

λ از 1400 تا 3000 نانومتر

3. مادون قرمز C

λ از 3000 تا 1000000 نانومتر.

ویژگی های تابش حرارتی.

1. تابش حرارتی -این یک پدیده جهانی است که در تمام اجسام ذاتی است و در دمایی غیر از صفر مطلق (-273 کلوین) رخ می دهد.

2. شدت تابش حرارتی و ترکیب طیفی به ماهیت و دمای اجسام بستگی دارد.

3. تابش حرارتی در حالت تعادل است، یعنی. در یک سیستم ایزوله در دمای ثابت، اجسام در واحد زمان در واحد سطح به اندازه انرژی که از خارج دریافت می کنند، تابش می کنند.

4. در کنار تشعشعات حرارتی، تمامی اجسام توانایی جذب انرژی حرارتی از خارج را دارند.

2 . ویژگی های اصلی جذب.

1. انرژی تابشی W (J)

2. شار تابشی P \u003d W / t (W)

(شار تشعشعی)

3. تابش (درخشندگی انرژی) انرژی تابش الکترومغناطیسی است که در تمام جهات ممکن در واحد زمان در واحد سطح در یک دمای معین تابش می شود.

RT= W/St (W/m2)

4. ظرفیت جذب (ضریب جذب) برابر است با نسبت شار تابشی جذب شده توسط جسم معین به شار تابشی وارد شده بر روی بدن در دمای معین.

αt = Rdeep / Rfall.

3. رادیاتورهای حرارتی و خصوصیات آنها

مفهوم بدن کاملا مشکی.

ساطع کننده های حرارتی -اینها وسایل فنی برای به دست آوردن شار تابشی حرارتی هستند. هر منبع گرمایی با گسیل، ظرفیت جذب، دمای جسم تابشی، ترکیب طیفی تابش مشخص می شود.

مفهوم بدنه کاملا مشکی (A.Ch.T.) به عنوان استاندارد معرفی شده است.

هنگامی که نور از یک ماده عبور می کند، شار تابشی تا حدی منعکس می شود، بخشی جذب می شود، پراکنده می شود و بخشی از آن از ماده عبور می کند.

اگر بدن شار نوری را که بر روی خود می ریزد به طور کامل جذب کند، به آن می گویند بدنه کاملا مشکی

برای تمام طول موج ها و در هر دما، ضریب جذب α=1. هیچ جسم کاملاً سیاهی در طبیعت وجود ندارد، اما می توان به جسمی اشاره کرد که از نظر خواص به آن نزدیک است.

مدل A.Ch.T. حفره ای با دهانه بسیار کوچک است که دیواره های آن سیاه شده است. پرتویی که پس از بازتاب های متعدد از دیوارها وارد سوراخ می شود تقریباً به طور کامل جذب می شود.

اگر چنین مدلی را تا دمای بالا گرم کنید، سوراخ می درخشد، چنین تابشی را تشعشع سیاه می نامند. به a.h.t. خواص جذب مخمل سیاه نزدیک است.

α برای دوده = 0.952

α برای مخمل مشکی = 0.96

به عنوان مثال مردمک چشم، چاه عمیق و غیره است.

اگر α=0 باشد، آنگاه سطح کاملاً آینه ای است. اغلب α در محدوده 0 تا 1 است، چنین اجسامی خاکستری نامیده می شوند.

برای اجسام خاکستری، ضریب جذب به طول موج، تابش تابشی و تا حد زیادی به دما بستگی دارد.

4. قوانین تابش حرارتی و ویژگی های آنها

1. قانون کرخوف:

نسبت گسیل پذیری یک جسم به قابلیت جذب جسمی در همان دما و در طول موج یکسان یک مقدار ثابت است.

2. قانون استفان بولتزمن:

انتشار A.Ch.T. متناسب با توان چهارم دمای مطلق آن است.

δ ثابت استفان بولتزمن است.

δ=5.669*10-8 (W/m2*K4)

W=Pt=RTSt= δStT4

دمای T

با افزایش دما (T)، قدرت تابش بسیار سریع افزایش می یابد.

با افزایش زمان (t) به 800، قدرت تابش 81 برابر افزایش می یابد.