Трофимова Т.И., Павлова З.Г. - Сборник задач по курсу физики с регениями (1092346), страница 32
Текст из файла (страница 32)
С=1,3 10 з Вт((м' К') ерное тело находится при температуре Т, = 3 кК. При остывании тела длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на оЛ = к мкм. Определите температуру Тг, до которой тело охладилось. Черное тело нагрели от температуры Т, = 600 К до Тг = 2400 К. Определите: 1) во сколько раз увеличилась его энергетическая светимость; 2) как изменилась длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости. ОгИОЕгИ 1) и = 256; 2) уменьшилась на 3,62 мкм. Площадь, ограниченная графиком спектральной плотности эиер- гетнческой свегимости гг г черного тела, при переходе от термо- динамической температуры Т, к температуре Тг увеличилась в 5 раз.
Опреде- лите, как изменится при этом длина волны Л,„, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости черного тела. В Результате нагревания черного тела длина во., соо ющая максимуму спектральной плотности энергетической свети- мости,сместиласьс Л! =2,7 мкмдо Л =0,9 и .О мкм. пределите, во сколько раз увеличилась: 1) энергетическая светимость тела; 2) максимальная спектральная плотность энергетической светимости те .
М ла. аксимальная спектральная плотность энергетической светимости че"н рного тела возрастает по закону ( 5 г, г) = СТ, где С = 1,3 10 з Втl(м! К'). ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ф ° ° Ф ° ° ° ° Основные физические постоянные Постоянная Планка Постоянная в законе, связывающем максимальную спектральную плотность энергетической светимости черного тела с термодннамнческой Дан ~а1ах Ог)авогг1 1 — 183 2) И'=2,34.10 Дж; 3) и=2,6 10' кг. Радиус Земли 6,37. 10' лз Масса Земли 5,98 10'4 кг Радиус Солнца 6,95 10'м Масса Солнца 1,98 10" кг Определите, какая длина волны соответствует максимальной спектральной плотности энергетической светимости (гдг1, равной пах ' 1,3 10" Втlма. (гк,) =1,3. С= 1,3 10 Вт/ Считая никель черным телом, определите мощность, необходимую для поддержания температуры расплавленного никеля 1453 'С неизменной, если площадь его поверхности равна 0,5 см', Потерями энергии пренебречь.
Металлическая поверхность площадью Я =15 см', нагретая до температуры Т = 3 кК, излучает в одну минуту 100 кДж. Определите: 1) энергию, излучаемую этой поверхностью, считая ее черной; 2) отношение энергетических светимостей этой поверхности и черного тела при данной температуре. ОИтВЕт 1) и =413 кд; 2) — =0,242. 71 й, Принимая Солнце за черное тело и учитывая, что его максимальной спектральной плотности энергетической светимости соответствует длина волны 500 нм, определите: 1) температуру поверхности Солнца„ 2) энергию, излучаемую Солнцем в виде электромагнитных волн за 1О мин; 3) массу, теряемую Солнцем за это время за счет излучения.
1) Т вЂ” 7 2) й' — ? 3) ав — 7 Определите температуру тела, при которой оно при температуре окружающей среды ге = 23 'С излучазо энергии в 10 раз больше, чем поглощало. ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° $ ° ° ° ° ° 1 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Некоторые астрономические величины нее закон Стефана — Больцмана. ОтВИП Р=0,107 В. Т= 25 Л2=5 ОИйЫУИ Т = 48,8 А.
<459~~ читая, что тепловые потери обусловлены только излучением, определите, какую мощность необходимо подводить к медному шарику диаметром Н = 2 см, чтобы при температуре окружающей среды ~с = -13 'С поддерживать его температуру равной 1 = 17 'С. Примите погло- щательную способность меди Аг = 0,6. Определите силу тока, протекающего по вольфрамовой проволоке диаметром И = 0,8 мм, температура которой в вакууме поддерживается постоянной и равной г = 2800 'С. Поверхность проволоки считать серой с поглощательной способностью Аг = 0,343. Удельное сопротивление проволокиприданнойтемпературе о=0,92 1О а Ом см.
Температураокру- жающей проволоку среды 1с = 17 'С. Преобразуйте формулу Планка для спектральной плотности энер- гепгческой светнмости черного тела от переменной и к перемен- ной Л. 2яг йг Пользуясь формулой Планка г„г — — — „, докажите, что в области малых частот 1 Ь <( ЕТ ) она совпадает с формулой Рзлея — Джинса 2лг /л Пользуясь формулой Плавка г„г = з, дьг1, выведите из с е -1 2 Пользуясь формулой Планка ',г = з ь,дьг1 с е -1 нее закон смещения Вина Используя формулу Планка, определите спектральную плотность потока излучения единицы поверхности черного тела, приходящегося на узкий интервал длин волн Л2 = 5 нм около максимума спектральной плотности энергетической светимости, если температура черного тела Т = 2500 К.
ОШАМ (гтт Л2) =6,26 кВт!м' туру нити. Т = 2,69 кК. мм о ОИЯИ е,„= 2,49 эВ. Определите максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, если фототок прекращается при приложеНа рисунке схематически преднии задерживаюшего напряжения Ус = 3,7 В. ставлены вольт-амперные характеристики (кривые 1, 2 и 3) фотоэффекта для одного и того же металла. Объясните причину отличия этих кривых.
(460~ Объясните: )) происхождение радиационной, цветовой и яркостной температур; 2) может ли радиационная температура быть больше истинной. Для вольфрамовой нити при температуре Т = 3500 К поглошательная способность Аг = 0,35. Определите радиационную темпера- Отношение энергетической светимости Я~ серого тела к энерге- тической светимости Р, черного теларавно Аг . Выведите связь между истинной и радиационной температурами. Освещая поочередно фотокатод двумя разными монохромавическими источниками, находяшимися на Одинаковых расстояниях от катода, получивзи две зависимости (1 и 2) фототока от на~пряжения межлу катодом и анодом.
Объясните, в чем отличие этих источников. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определите минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект. ОИЯИ 2 =652 нм. ОЩВИН и, = 0,91 В. А2 Фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла, полностью задерживаются при приложении обратного напряжения Ус = 3 В Фотоэффект для этого металла начинается при частоте падающего мо нохроматического света я = 6 1Ом с '. Определите: 1) работу выхода электронов гп этого металла; 2) частоту применяемого излучения. О~В И' 1) А=2,48 эВ; 2) и=1,32.10м с'.
Определите работу выхода А электронов нз вольфрама, если "крас- ная граница" фотоэффекта для него 2с = 275 нм. Калий освещается монохроматическнм светом с длиной волны 400 вм. Определите наименьшее задерживающее напряжение, при котором фототок прекратится.
Работа выхода электронов из калия равна 2,2 эВ. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определите; 1) работу выхода электронов из этого металла; 2) максимальную скорость электронов, вырываемых из этого металла светом с длиной волньг 400 нм. ОИяВе1И 1) А = 2,49 эВ; 2) и = 468 км(с. Выбиваемые светом при фотоэффекте электроны при облучении фотокатода видимым светом полностью задерживаются обратным напряжением Ус = 1,2 В.
Специальные измерения показали, что длина волны падающего света 2 = 400 нм. Определите красную границу фотоэффекта. Задерживающее напряжение для платиновой пластинки (работа выхода 6,3 эВ) составляет 3,7 В. При тех же условиях для дру~ой пластинки задерживающее напряжение равно 5,3 В. Определите работу выхода электронов из этой пластинки, Реисеиие з щ а~ /к — =А+ер Л 2т1е — А) ° р 9 вм Ответ ... =3,04 в Даио Л = 83 1,252, Е=10 В с=1,6 10 ш Кл Ответ й = 6,61 10 Лж Ответ = 1,03 ° . (465 > (4Ь4~з Определите, до какого потенциала зарядится уединенный серебряный шарик при облучении его ультрафиолетовым светом длиной волны 2 = 208 нм.
Работа выхода электронов из серебра А = 4,7 эВ При освещении вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с длиной волны 2, = 0,4 мкм он заряжается до разности поген- циалов р, = 2 В Определите, докакойразности потенциалов зарядится фотоэле- мент при освещении его монохроматическим светом с длиной волны 2з = 03 мкм Плоский серебряный электрод освещается монохроматическим излучением с длиной волны 2 = 83 нм Определите, на какое максимальное расстояние от поверхности электрода мо кет удалиться фотоэлектрон.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
