GIG, II-gi stopień, 2012/2013 Zestaw 1: Zagadnienia teoretyczne do

GIG, II-gi stopień, 2012/2013
Zestaw 1:
Zagadnienia teoretyczne do nauki:
1) Jaki jest pęd i energia fotonu? Co to jest długość fali? Co to jest fala elektromagnetyczna?
2) Co to jest potencjał hamujący? Co to jest potencjał elektryczny i napięcie elektryczne? Ruch
ładunków elektrycznych w polu elektrycznym. Co to jest energia potencjalna?
3) Zjawisko fotoelektryczne i znaczenie jego opisu przez Einsteina. Co to jest energia
kinetyczna?
4) Rozpraszanie comptonowskie. Co to jest rozpraszanie? Jakie są rodzaje rozpraszania? Co to
jest promieniowania gamma? Co to jest promieniowanie rentgenowskie?
1. (13) Lampa nadfioletowa emituje światło o długości fali 400 nm z mocą 400 W. Lampa na
podczerwień emituje światło o długości fali 700 nm także z mocą 400 W. a) Która lampa emituje
fotony z większą szybkością i b) ile ta szybkość wynosi?
2. (14) Satelita na orbicie okołoziemskiej jest wyposażony w panel z fotoogniwami o powierzchni
2,60m2, skierowany prostopadle do kierunku padania promieni słonecznych. Natężenie światła
padającego na panel wynosi 1,39 kW/m2. a) Z jaką szybkością energia słoneczna dostarczana jest do
panelu? b) Z jaką szybkością fotony słoneczne są pochłaniane przez panel? Załóż, ze promieniowanie
słoneczne jest monochromatyczne, a jego długość fali równa jest 550 nm, oraz ze całe
promieniowanie słoneczne padające na panel jest pochłaniane. c) Jak długo trwałoby pochłonięcie
przez panel jednego "mola" fotonów?
3. (26) W doświadczeniu fotoelektrycznym z użyciem powierzchni sodu zmierzono potencjał
hamujący równy 1,85 V dla długości fali 300 nm i 0,82 V dla długości fali 400 nm. Korzystając z tych
danych, oblicz a) wartość stałej Plancka, b) pracę wyjścia  dla sodu i c) progową długość fali 0 dla
sodu.
4. (27) Potencjał hamujący dla elektronów emitowanych z powierzchni oświetlonej światłem o
długości fali 491 nm wynosi 0,71 V. Kiedy zmieniono długość fali padającego światła, potencjał
hamujący wyniósł 1,43 V. a) Ile wynosi nowa długość fali światła? b) Ile wynosi praca wyjścia z tej
powierzchni?
5. (36) Promieniowanie  o energii fotonu 0,511 MeV kierowane jest na tarczę wykonaną z glinu i
rozpraszane przez słabo związane w niej elektrony pod różnymi kątami. a) Ile wynosi długość fali
padającego promieniowania ? b) Ile wynosi długość fali promieniowania  rozproszonego pod kątem
90° względem wiązki padającej? c) Ile wynosi energia fotonu dla promieniowania rozproszonego w
tym kierunku?
6. (45) Ile wynosi maksymalna energia kinetyczna elektronów wybitych z cienkiej miedzianej folii na
skutek rozpraszania comptonowskiego padającej na nią wiązki promieniowania rentgenowskiego o
energii 17,5 keV?