Физика. Часть 4. Атомная физика. Терлецкий И.А - 59 стр.

UptoLike

59
c
I
P
2
= . (1.5.1)
Связь между интенсивностью света и потоком энергии Ф определяется
выражением:
S
Ф
I = . (1.5.2)
Подставим выражение (1.5.2) в (1.5.1)
Sc
Ф
P
2
= .
Тогда сила давления
c
F
Φ
=
2
.
Энергия излучения
W
, падающего на поверхность зеркала за некоторое
время t, определяется через поток энергии
t
W
=
. Число фотонов,
падающих на поверхность, определяется отношением энергии излучения
W
к
энергии одного фотона ε
0
:
0
ε
=
W
N . Энергия одного фотона, падающего на
поверхность зеркала: ε
0
= hν = hc/λ.
Тогда
hc
t
N
λ
Φ
= .
Подставив числовые значения, получаем результат:
8
10
3
602
=
,
F
= 410
-9
Н;
834
7
10310626
10626560
=
,
,,
N = 10
19
.
Ответ: F=410
-9
Н; N = 10
19
фотонов.
Пример 1.6
Фотон с энергией ε
0
=0,75 МэВ рассеялся на свободном электроне под
углом ϕ = 60°. Принимая, что кинетическая энергия и импульс электрона до
соударения пренебрежимо малы, определить энергию рассеянного фотона и
кинетическую энергию электрона отдачи.
Дано:
ε
= 0,75 МэВ=1,210
-13
Дж, ϕ = 60°.
Найти:
ε
–?
e
W
–?
Решение
Энергию рассеянного фотона найдем, воспользовавшись формулой
Комптона:
( )
θcos
m
h
=λλ
1
0
,
где
λ
и
λ
- длины волн рассеянного и падающего излучения; θ - угол
рассеяния; m
0
- масса покоя электрона; c - скорость света; h - постоянная
Планка. Для этого разделим правую и левую части этого равенства на hc:
                                              2I
                                       P=         .                               (1.5.1)
                                               c
    Связь между интенсивностью света и потоком энергии Ф определяется
выражением:
                                              Ф
                                        I= .                                      (1.5.2)
                                              S
                                                              2Ф
    Подставим выражение (1.5.2) в (1.5.1) ⇒ P =                   .
                                                               Sc
                                2Φ
    Тогда сила давления F =           .
                                  c
    Энергия излучения W , падающего на поверхность зеркала за некоторое
время t, определяется через поток энергии                     W = Φ ⋅ t . Число фотонов,
падающих на поверхность, определяется отношением энергии излучения W к
                                   W
энергии одного фотона ε0: N =           . Энергия одного фотона, падающего на
                                    ε0
поверхность зеркала: ε0 = hν = hc/λ.
                                               Φ tλ
Тогда                                   N=            .
                                                 hc
    Подставив числовые значения, получаем результат:
     2 ⋅ 0 ,6                   0 ,6 ⋅ 5 ⋅ 6 ,62 ⋅ 10−7
F=         −8
              = 4⋅10-9
                       Н; N  =             − 34
                                                          = 1019.
    3 ⋅ 10                     6 ,62 ⋅ 10 ⋅ 3 ⋅ 10      8


     Ответ: F=4⋅10-9 Н;     N = 1019 фотонов.


    Пример 1.6
    Фотон с энергией ε0=0,75 МэВ рассеялся на свободном электроне под
углом ϕ = 60°. Принимая, что кинетическая энергия и импульс электрона до
соударения пренебрежимо малы, определить энергию рассеянного фотона и
кинетическую энергию электрона отдачи.
    Дано: ε = 0,75 МэВ=1,2⋅10-13 Дж, ϕ = 60°.
    Найти: ε ′ –? We′ –?

   Решение
   Энергию рассеянного фотона найдем, воспользовавшись формулой
Комптона:
                                λ′ − λ =
                                           h
                                              (1 − cos θ ) ,
                                           m0
где λ′ и λ - длины волн рассеянного и падающего излучения; θ - угол
рассеяния; m0 - масса покоя электрона; c - скорость света; h - постоянная
Планка. Для этого разделим правую и левую части этого равенства на hc:

                                            59