Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki

Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki
specjalności: Energetyka, Mechanika i Budowa Maszyn, semestr I
Ćwiczenia tablicowe z fizyki
zestaw 3
1. Jaka powinna być długość fali odpowiadająca fotonowi, żeby jego masa była równa masie
elektronu poruszającego się z prędkością v = 0,9 c?
2. Jaki prąd powinien płynąć przez włókno metalowe o średnicy d=0,1 mm, które znajduje się
w bańce próżniowej, aby jego temperatura T=2500 K była stała? Włókno promieniuje jak
ciało doskonale czarne. Opór właściwy włókna ρ w temperaturze T wynosi 2,5∗10−6 Ωm.
3. Ile razy energia kwantu światła o barwie czerwonej (długość fali λ 1= 700 nm) jest mniejsza
od energii niesionej przez kwant promieniowania nadfioletowego o długości fali λ 2= 150
nm?
4. Jaka musi być maksymalna długość fali światła monochromatycznego, aby mogło ono jeszcze
spowodować emisję elektronów z powierzchni cezu? Praca wyjścia dla cezu wynosi WCs =
1,8 eV.
5. Obliczyć długość fali de Broglie’a dla: a) elektronu o prędkości v = 106 m/s; b) elektronu
okrążającego jądro atomu wodoru w stanie niewzbudzonym; c) ziarenka grochu o masie m =
1g i prędkości v = 1 m/s.
6. Wiedząc, że praca wyjścia elektronu dla cezu WCs = 1,8 eV, oblicz maksymalną prędkość
wybijanych elektronów przy oświetlaniu płytki cezowej monochromatycznym światłem o
długości fali λ = 560 nm.
7. Znaleźć promienie trzech pierwszych orbit w atomie wodoru wg modelu Bohra, prędkości
oraz okresy obiegu elektronów wokół jądra na tych orbitach.
8. Źródło monochromatycznego promieniowania ultrafioletowego emituje n=5∗1019 fotonów w
ciągu jednej
sekundy, a moc tego promieniowania
wynosi
P=50 W. Oblicz pęd
pojedynczego fotonu oraz maksymalną prędkość elektronów wybitych przez te fotony z
metalu o pracy wyjścia W = 5 eV. Masa elektronu m=9,1∗10−31 kg.
9. Atom wchłania foton o długości fali 373 nm i natychmiast emituje inny foton o długości fali
580 nm. Ile energii wchłonął atom w tym procesie?
10. Znaleźć długość fali de Broglie’a elektronu poruszającego się z szybkością równą 0,8
prędkości światła. Uwzględnić zmianę masy z szybkością.
11. Progowa czułość ludzkiego oka dla fali świetlnej o długości λ = 560 nm wynosi 1,7∗10−18
W. Jaka najmniejsza liczba kwantów światła powinna padać w czasie jednej sekundy na
siatkówkę oka, aby mogła ona na nie zareagować?
12. Znaleźć krótkofalową granicę ciągłego widma rentgenowskiego, gdy do lampy przyłożone
jest napięcie U = 100 kV?