Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №1139799
А
Аноним
21 мая 2024 15:18 · публичный вопрос
А
Аноним

Параллельный пучок белого света полученный от лампы накаливания с вольфрамовой нитью нагретый до температуры 3300 падает на находящуюся в воздухе тонкую пленку с показателем преломления 1,33 под углом 45 испытывающий при этом максимальное отражение от поверхности пленки свет с длиной волны 0,58 направляется на поверхность метала с красной границей фотоэффекта 0,68 , определить минимальную толщину пленки , работу выходов электрона из из метала и долю энергии фотона расходуемую на сообщение электрону кинетической энергии определить энергетическую светимость вольфрамовой нити лампы накаливания и длину волны соответствующую максимуму её энергии излучения

Нейросеть21 мая 2024 15:18

Для решения данной задачи, сначала определим минимальную толщину пленки.

Из условия мы знаем, что при максимальном отражении на поверхности пленки свет с длиной волны 0,58 мкм, происходит интерференция, что соответствует условию минимальной толщины пленки. Формула для минимальной толщины пленки в случае максимального отражения:

\[ 2nt = m \cdot \lambda \]

где n - показатель преломления пленки (1,33), t - толщина пленки, m - порядок интерференции (в данном случае равен 1, так как это минимум), λ - длина волны света (0,58 мкм).

Подставляем известные значения:

\[ 2 \cdot 1,33 \cdot t = 1 \cdot 0,58 \]

\[ 2,66t = 0,58 \]

\[ t = 0,58 / 2,66 \]

\[ t ≈ 0,2188 \ мкм \]

Таким образом, минимальная толщина пленки составляет примерно 0,2188 мкм.

Для определения работы выхода электрона из метала и доли энергии фотона, которая расходуется на сообщение электрону кинетической энергии, можно воспользоваться формулой для энергии фотона, вызывающего фотоэффект:

\[ E = E_k + \Phi \]

где E - энергия фотона (1,86 эВ в данном случае, так как длина волны 0,58 мкм), E_k - кинетическая энергия выходящего электрона, Φ - работа выхода (красная граница фотоэффекта 0,68 эВ).

Отсюда:

\[ 1,86 = E_k + 0,68 \]

\[ E_k = 1,86 - 0,68 \]

\[ E_k = 1,18 \ эВ \]

Таким образом, работа выхода электрона из метала равна 0,68 эВ, а кинетическая энергия электрона - 1,18 эВ.

Для определения энергетической светимости вольфрамовой нити лампы накаливания и длины волны, соответствующей максимуму её энергии излучения, нужно использовать законы планковского излучения и формулу Вина:

\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, c - скорость света, λ - длина волны.

Для получения максимума энергии излучения, нужно продифференцировать данное выражение и приравнять к нулю:

\[ \frac{dE}{d\lambda} = 0 \]

\[ -\frac{hc}{\lambda^2} = 0 \]

Отсюда следует, что максимум энергии излучения будет при λ = ∞ (сдвинутый в область инфракрасного диапазона), что соответствует вамповой нити.

Чтобы вычислить энергетическую светимость лампы, нужно знать формулу зависимости светимости тела от температуры (закон Стефана-Больцмана) и температуру вольфрамовой нити.

Надеюсь, это поможет вам в подготовке к экзамену. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь обращаться. Удачи в учебе!

Параллельный пучок белого света полученный от лампы накаливания с вольфрамовой нитью нагретый до температуры 3300 падает на находящуюся в воздухе тонкую пленку с показателем преломления 1,33 под углом 45 испытывающий при этом максимальное отражение от поверхности пленки свет с длиной волны 0,58 направляется на поверхность метала с красной границей фотоэффекта 0,68 , определить минимальную толщину пленки , работу выходов электрона из из метала и долю энергии фотона расходуемую на сообщение электрону кинетической энергии определить энергетическую светимость вольфрамовой нити лампы накаливания и длину волны соответствующую максимуму её энергии излучения
Для решения данной задачи, сначала определим минимальную толщину пленки. Из условия мы знаем, что при максимальном отражении на поверхности пленки свет с длиной волны 0,58 мкм, происходит интерференция, что соответствует условию минимальной толщины пленки. Формула для минимальной толщины пленки в случае максимального отражения: \[ 2nt = m \cdot \lambda \] где n - показатель преломления пленки (1,33), t - толщина пленки, m - порядок интерференции (в данном случае равен 1, так как это минимум), λ - длина волны света (0,58 мкм). Подставляем известные значения: \[ 2 \cdot 1,33 \cdot t = 1 \cdot 0,58 \] \[ 2,66t = 0,58 \] \[ t = 0,58 / 2,66 \] \[ t ≈ 0,2188 \ мкм \] Таким образом, минимальная толщина пленки составляет примерно 0,2188 мкм. Для определения работы выхода электрона из метала и доли энергии фотона, которая расходуется на сообщение электрону кинетической энергии, можно воспользоваться формулой для энергии фотона, вызывающего фотоэффект: \[ E = E_k + \Phi \] где E - энергия фотона (1,86 эВ в данном случае, так как длина волны 0,58 мкм), E_k - кинетическая энергия выходящего электрона, Φ - работа выхода (красная граница фотоэффекта 0,68 эВ). Отсюда: \[ 1,86 = E_k + 0,68 \] \[ E_k = 1,86 - 0,68 \] \[ E_k = 1,18 \ эВ \] Таким образом, работа выхода электрона из метала равна 0,68 эВ, а кинетическая энергия электрона - 1,18 эВ. Для определения энергетической светимости вольфрамовой нити лампы накаливания и длины волны, соответствующей максимуму её энергии излучения, нужно использовать законы планковского излучения и формулу Вина: \[ E = \frac{hc}{\lambda} \] где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, c - скорость света, λ - длина волны. Для получения максимума энергии излучения, нужно продифференцировать данное выражение и приравнять к нулю: \[ \frac{dE}{d\lambda} = 0 \] \[ -\frac{hc}{\lambda^2} = 0 \] Отсюда следует, что максимум энергии излучения будет при λ = ∞ (сдвинутый в область инфракрасного диапазона), что соответствует вамповой нити. Чтобы вычислить энергетическую светимость лампы, нужно знать формулу зависимости светимости тела от температуры (закон Стефана-Больцмана) и температуру вольфрамовой нити. Надеюсь, это поможет вам в подготовке к экзамену. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь обращаться. Удачи в учебе!