Сборник задач по физике с решениями и ответами. Часть III. Электричество и оптика: Для учащихся 9-11 классов, абитуриентов и студентов младших курсов - Долгова А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
4.50*. На клин с углом раствора а = 1 ° и показателем преломления п = 1,5 нормально к его грани AB падает параллельный пучок света. За клином расположена собирающая линза с фокусным расстоянием F = 180 см. Грань AB перпендикулярна главной оптической оси линзы. В фокальной плоскости линзы находится экран. На сколько сместится светлая точка на экране, если клин убрать?
4.51. Длина волны света в среде уменьшается в п раз, где п — показатель преломления среды. Означает ли это, что ныряльщик не может видеть окружающие тела в естественном цвете?
4.52. На белом листе бумаги красным и зеленым карандашами сделали две надписи. Через какое стекло — красное или зеленое — можно прочесть надпись, сделанную зеленым карандашом?
4.53. Цветное стекло растерто в порошок, который кажется совершенно белым. Как узнать, каков был цвет стекла?
4.54. Почему днем Луна имеет чистый белый цвет, а после захода Солнца принимает желтоватый оттенок?
4.55. Почему столб дыма, поднимающийся над костром, при свете дня на фоне дальнего леса кажется серо-голубым, на фоне неба — черным, а на фоне Солнца приобретает желтовато-красный оттенок?
4.56. Интенсивность солнечного излучения на поверхности Зем-
л
ли в полдень составляет P = 1,3 кВт /м . Считая, что солнечный свет монохроматичен и имеет длину волны X = 0,6 мкм, определите число фотонов, ежесекундно попадающих в глаз, обращенный к Солнцу. Диаметр зрачка принять равным d = 4 мм.
4.57. При аннигиляции электрона и позитрона образовалось два одинаковых гамма-кванта. Найдите длину волны такого гамма-излучения, если кинетической энергией частиц до реакции можно пренебречь.
63 4.58. Работа выхода электронов из кадмия А = 6,5 • 10 19 Дж. Какой должна быть длина волны излучения, падающего на поверхность кадмиевой пластинки, чтобы при фотоэффекте максимальная
скорость вылетающих электронов была равна vmax = 7,2 • IO5 м/с?
4.59. Красной границе фотоэффекта для алюминия соответствует длина волны Xicp =332нм. Найдите длину волны, при которой
фотоэлектроны, вырываемые с поверхности алюминиевого катода в вакуумном диоде, не достигают анода под действием задерживающего напряжения CZ3 = 1 В.
4.60. При поочередном освещении поверхности некоторого металла светом с длиной волны Xj = 350 нм и X2 = 540 нм обнаружили, что соответствующие максимальные скорости фотоэлектронов отличаются в п = 2 раза. Найдите работу выхода с поверхности этого металла.
4.61. Определите максимальное число электронов, которые можно удалить с поверхности уединенного цинкового шара с электроемкостью С = 20 пФ, если его облучать светом с длиной волны
X = 324 нм. Работа выхода для цинка Авых = 3,0 • IO-19 Дж.
4.62*. Определите силу тока насыщения для фотоэлемента с це-зпевым катодом. Поток световой энергии, падающей на фотоэлемент J3 = 1,0 мВт. Задерживающее напряжение для этого излучения U3 = 0,07 В, красная граница фотоэффекта для цезия Х,кр = 650 нм.
Считать, что каждый падающий на катод фотон вызывает появление фотоэлектрона.
4.63*. Под действием света с длиной волны X = 140 нм фотоэлектрон вылетает с поверхности медного шарика радиусом
R = 50 мм, имеющего заряд Q = +1,1 • Ю-10 Кл. Считая, что электрон вылетел в радиальном направлении, найдите максимальное расстояние, на которое он удалится от поверхности шарика. Работа
выхода электрона из меди A = 7,2 ¦ IO-19 Дж.
4.64. В однородном поперечном магнитном поле с индукцией
B = S- Ю-3 Тл фотоэлектроны с максимальной энергией, вырываемые с поверхности металла квантами с длиной волны X = 73 нм, описывают окружности радиуса R = 1,5 мм. Найдите работу выхода электрона из металла.
64 /
4.65. Плоский алюминиевый электрод освещается ультрафиоле-
—R
товым излучением с длиной волны X = 8,3 • 10 м. На какое максимальное расстояние может удалиться фотоэлектрон от поверхности электрода, если вне электрода имеется задерживающее однородное электрическое поле напряженностью E = 750 В/м? Красная граница фотоэффекта для алюминия соответствует длине волны X0 =
= 33,2-IO-8m.
4.66. Какова длина волны фотона, испускаемого атомом водоро-
_Q
да при переходе электрона с орбиты радиусом гj =2,1-10 см на орбиту радиусом r2 = 5,3-10~9 см?
4.67. Два когерентных источника ,S1 и S2 испускают электромагнитные волны с длиной волны A-=Im и находятся на расстоянии d = 2 м друг от друга. Точка А находится на расстоянии / от источника S] и AS] .LS1] S2 . Если разность фаз излучения источников равна нулю, то: а) при каком минимальном / в точке А наблюдается интерференционный максимум; б) при каком максимальном / в точке А наблюдается интерференционный максимум; в) при каком максимальном / в точке А наблюдается интерференционный минимум?
4.68. При наблюдении через дифракционную решетку край видимого спектра первого порядка виден на расстоянии / = 3,5 см от середины интерференционной картины. Расстояние от дифракционной решетки до экрана
L = 50 см. Период решетки d = 10 мм. Определите на основе указанных данных длину волны красного цвета.
