Методические указания к решению задач по курсу физики (раздел "Квантовая физика"). Шунина В.А. - 4 стр.

                                                            4



                                                         Р еш ени е:
                    П о то к э не р г
                                    и и , пе р е но си мо й ф о то на ми , дви ж ущ и ми ся со ско р о стью с
           скво зь ква др а тный ме тр пло щ а ди по пе р е ч но г        о се ч е ни я за е ди ни цу вр е ме ни ,
           о ч е ви дно , р а ве н Φ = N ⋅ hω ⋅ c , г де N – ко нце нтр а ци я. О тсю да
                              Φ                  1,3 ⋅ 10 3                           1 
                        N=         =          −
                                                                       = 1,4 ⋅ 10 11  3 
                             hω ⋅ c 1,05 ⋅ 10   34
                                                   ⋅ 5 ⋅ 10 ⋅ 3 ⋅ 10
                                                            16       8
                                                                                     м 


         2. На и б о льш а я дли на        све то во й во лны, пр и ко то р о й мо ж е т и ме ть ме сто
           ф о то э ф ф е кт для во льф р а ма , λmax = 2 ,75 ⋅ 10 −7 м. О пр е де ли ть р а б о ту выхо да ,
           на и б о льш ую ско р о сть и э не р г    и ю э ле ктр о но в, выр ыва е мых и з во льф р а ма све то м
                                                −7
           с дли но й во лны λ = 1,8 ⋅ 10 м.
                                                           Р еш ени е:
                    Ра б о та выхо да э ле ктр о на Aвых = hν min . У ч и тыва я, ч то ми ни ма льна я для
                                                             c
           ф о то э ф ф е кта ч а сто та све та ν min =          , по луч и м
                                                           λmax
                                    hc
                          Aвых =         ≈ 7 ,2 ⋅ 10 − 19 Д ж .
                                   λmax
                                                                                                    c
          И з ур а внени я Эйншт ейна для ф о т о эф ф ект а с учёт о м т о го , чт о ν = , на йдём
                                                                                                    λ
                                 2  hc                        5м
                         υ=         − Aвых  ≈ 9 ,1 ⋅ 10 .
                                m λ                            с
           В да нно м случ а е ф о то э ле ктр о ны мо ж но р а ссма тр и ва ть ка к р е ляти ви стски е
           ч а сти цы, та к ка к по луч е нно е зна ч е ни е υ << c . Ки не ти ч е ска я э не р г               ия
                                        mυ  2
           ф о то э ле ктр о но в T =          = 3,8 ⋅ 10 −19 Д ж .
                                          2

         3. П а р а лле льный     пуч о к э ле ктр о но в, пр о ш е дш и й уско р яю щ ую     р а зно сть
                                                                                     −5
           по те нци а ло в u = 1 кВ, па да е т на щ е ль ш и р и но й d = 4 ⋅ 10 м. О пр е де ли ть
           ш и р и ну Х и зо б р а ж е ни я щ е ли на лю ми не сце нтно м экр а не , на хо дящ е мся на
           р а ссто яни и l = 0 ,5 м о т щ е ли . И нте нси вно стью ди ф р а кци о нных ма кси мумо в
           пе р во го и б о ле е высо ки х по р ядко в мо ж но пр е не б р е ч ь.

                                                     Р еш ени е:
                                                         Э ле ктр о ны до           э кр а на о пи сыва ю тся
                                                         пло ско й во лно й, пр о ш е дш и е ч е р е з щ е ль
                 d            α     δ                    э кр а на     –       р а схо дящ е йся     во лно й.
                                                 x
                                                         Ра спр о стр а не ни е р а схо дящ е йся во лны
                                                   y     пр о и схо ди т в р а зных на пр а вле ни ях, та к
                              α                          ч то во лна не и ме е т о пр е де лённо го
                                    δ

                                        Э
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com