ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ. А1.Определить энергию фотонов, соответствующих наиболее длинным (l = 0,75 мкм) и наиболее коротким (l = 0,40 мкм) волнам видимой части спектра.

Задачи легкие

А1.Определить энергию фотонов, соответствующих наиболее длинным (l = 0,75 мкм) и наиболее коротким (l = 0,40 мкм) волнам видимой части спектра.

А2.К какому виду следует отнести лучи, энергия фотонов которых равна 2×10^–17, 4×10^–19, 3×10^–23 Дж?

А3. Какова длина волны фотона с энергией 3,0 эB? К какому типу электромагнитных волн следует отнести дан­ное излучение?

А4. Найти импульс фотона, если соответствующая ему длина волны равна 1,6×10^–8 м.

А5.Каков импульс фотона с энергией 1,0 эВ? Какова длина волны такого излучения?

А6.Почему хвост кометы направлен всегда в сторо­ну, противоположную Солнцу? Почему длина хвоста ко­меты не всегда одинакова?

А7.На поверхность падает нормально электромагнитное излучение интенсивностью I. Определите давление р излучения на поверхность в двух случаях: когда поверхность черная (абсолютно поглощающая) и когда она зеркальная.

Задачи средней трудности

В1. Найти показатель преломления п среды, в которой свет с энергией кванта Е = 4,4×10^–19 Дж имеет длину волны l = 300 нм.

В2. Сколько фотонов испускает в 1 с электрическая лампа мощностью 100 Вт, если средняя длина волны из­лучения 600 нм, а световая отдача лампы 3,3%?

В3. Источник света мощностью 100 Вт испускает 5,0×10²⁰ фотонов за 1 с. Найти среднюю длину волны излучения.

В4. Сколько фотонов попадает за 1 с в глаза челове­ка, если глаз воспринимает свет с длиной волны 0,50 мкм при мощности светового потока 2,0×10^–17 Вт?

В5.Сколько фотонов попадает за 1 мин на 1 см² поверхности Земли, перпендикулярной солнечным лучам? Сол­нечная постоянная[2] w »»1,4×10³ Дж/(м²×с), средняя длина волны солнечного света l_ср = 5,5×10^–7 м.

В6. Найти длину волны и частоту излучения, масса фотонов которого равна массе электрона. Какого типа это излучение?

В7. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны 5,2×10^–7 м?

В8. Доказать, что сила давления, оказываемого светом Солнца на какое-либо тело, убывает пропорционально квадрату расстояния этого тела до Солнца.

Задачи трудные

С1.Энергия фотона равна кинетической энергии электрона, имевшего начальную скорость 1,0×10⁶ м/с и уско­ренного разностью потенциалов 4,0 В. Найти длину волны фотона.

С2. Капля воды объемом 0,20 мл нагревается светом с длиной волны 0,75 мкм, поглощая ежесекундно 1,0×10¹⁰ фо­тонов. Определить скорость нагревания воды.

С3. Определить уменьшение массы Солнца в 1 с. Расстояние от Солнца до Земли R = 1,5×10¹¹ м. Определить время, за которое масса Солнца уменьшается на 1 %. Масса Солнца М = 2,0×10³⁰ кг. Солнечная постоянная w = 1,4×10³ Дж/(м²×с). Средняя длина волны солнечного света l_ср = 5,5×10^–7 м.

С4. Находящийся в вакууме легкий ци­линдр может с малым трением вра­щаться вокруг своей оси (ри­с. 23.2). Половина поверхности ци­линдра окрашена в черный цвет, другая половина – зеркальная. Как повернется цилиндр под действием солнечного излучения, если солнеч­ные лучи направлены перпендику­лярно оси цилиндра?

Рис. 23.2

С5. Свет падает на зеркальную поверхность. Определите давление света на эту поверхность, если интенсивность излучения равна I, а угол падения a.

С6. Пучок света с длиной волны 0,49 мкм, падая перпендикулярно поверхности, производит на нее давление 5,0 мкПа. Сколько фотонов падает ежесекундно на 1 м² этой поверхности? Коэффициент отражения света от дан­ной поверхности 0,25.

Задача трудная

D1. Опишите качественно зависимость давления света на линзу от расстояния до источника света, находящегося на оп­тической оси линзы. Считайте, что доля отражённого и погло­щённого света пренебрежимо мала.