Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
• 18.1.26. Мощность электрической лампы P = 60 Вт. Лампа испускает га = 1019 фотонов в секунду. На излучение лампы затрачивается п = 7% ее мощности. Найдите длину волны излучения, соответствующей средней энергии фотона. Оцените, насколько уменьшится масса нити накаливания за один час работы.
18.1.27. На каплю воды массой m = 0,4 г ежесекундно падает га = 2,4-1018 фотонов, которым соответствует длина волны A = 5,5 х х 10-7 м. На сколько градусов нагреется капля за время t = 30 с?
18.1.28. Каплю воды объемом V =0,4 мл нагревают монохроматическим светом с длиной волны A = 0,5 мкм. Ежесекундно вода поглощает га = 1018 фотонов. За какое время вода нагреется на AT = = 10 К? Считать, что вся полученная энергия идет на нагревание воды.
18.1.29. Точечный источник монохроматического света с длиной волны A имеет мощность P. Определите количество фотонов, проходящих за одну секунду через единичную поверхность на сфере радиусом R, в центре которой находится источник.
18.1.30. Лампочка карманного фонаря потребляет мощность P = 1 Вт. Считая, что эта мощность рассеивается во всех направлениях в виде излучения с длиной волны A = 1 мкм, определите число фотонов, попадающих в течение времени t = 10 с на площадку площадью S = 1 мм2, расположенную перпендикулярно лучам на расстоянии 1 = 10 км.
381
18.1.31. Луч лазера имеет вид конуса с углом раствора а = 2 х х 10-4 рад. Мощность излучения P = 3,5 МВт, длина волны X = = 540 нм. На каком максимальном расстоянии наблюдатель может увидеть этот луч, если глаз способен «регистрировать» не менее n = = 100 фотонов в секунду? Диаметр зрачка считать равным d = 0,4 см.
18.2. Давление света
18.2.1. Фотон с энергией E = 4 эВ падает нормально на поверхность плоского зеркала и отражается им. Найдите изменение импульса фотона и импульс, получаемый зеркалом.
18.2.2. Фотон с длиной волны X = 300 нм падает под углом а = 30° на зеркало и отражается от него. Определите импульс, который фотон передаст зеркалу.
18.2.3. Луч лазера мощностью P = 50 Вт падает нормально на зеркальную поверхность. Определите силу давления луча на поверхность.
18.2.4. Лазер непрерывного действия создает монохроматическое излучение. Мощность лазера P = 2 Вт. Определите давление света на пластинку площадью S = 1 см2, расположенную перпендикулярно лучу, если поверхность пластинки полностью поглощает излучение.
18.2.5. Параллельный пучок квантов с частотой V = 1014 с-1 падает под углом а = 30° на поверхность стенки. Определите давление света на стенку, если через единицу поперечного сечения пучка за секунду проходит No = 1015 квантов и стенка полностью поглощает излучение.
18.2.6. Параллельный пучок света с интенсивностью J = = 0,2 Вт/см2 падает под углом а = 60° на плоское зеркало с коэффициентом отражения р = 0,9. Определите давление света на поверхность зеркала.
18.2.7. Монохроматический пучок света с длиной волны X = = 660 нм падает нормально на поверхность с коэффициентом отражения р = 0,8. Определите количество фотонов, ежесекундно поглощаемых S = 1 см2 поверхности, если давление света на поверхность p = 1 мкПа.
18.2.8. Луч лазера мощностью P = 90 Вт падает нормально на пластинку, которая отражает k = 60% и пропускает n = 20% энергии излучения. Остальная энергия поглощается пластинкой. Определите давление луча лазера на эту пластинку.
18.2.9. Определите давление света на стенки электрической лампы мощностью P = 60 Вт. Колба лампы представляет собой сферический сосуд радиусом R = 5 см, стенки которого отражают к = = 9% падающего на них света. Считать, что вся потребляемая мощность лампы идет на излучение.
382
18.2.10. Импульс света с энергией E = 10 Дж в виде узкого параллельного монохроматического пучка фотонов падает на пластинку под углом а = 60°. При этом к = 30% фотонов поглощаются пластиной, а остальные отражаются. С какой силой импульс света действует на пластинку, если длительность его воздействия Ді = 5^ 10-12 с?
18.2.11. Давление света от точечного источника света на зеркальную площадку радиусом r, расположенную на расстоянии R = 2 м от него и под углом а = 30° к лучам, равно p = 5 • 10-7 Па. Определите мощность источника.
18.2.12. Рентгеновская трубка излучает монохроматический пучок параллельных лучей с длиной волны A = 10-1° м. Концентрация фотонов в пучке n = 109 м-3. Угол падения лучей на площадку а = 30°, при этом р = 20% фотонов отражается, а остальная часть поглощается. Найдите давление излучения на площадку.
18.2.13. Спутник в форме шара движется вокруг Земли на такой высоте, что поглощением солнечного света атмосферой можно пренебречь. Диаметр спутника d = 40 м. Оцените силу давления солнечного света на спутник, если солнечная постоянная C = = 1,4 кДж/(м2 • с). (Это энергия, излучаемая с 1 м2 поверхности Солнца в 1 с.) Считать, что поверхность спутника полностью отражает свет.
18.2.14. На небольшое тело массой m = 15 мг, подвешенное на невесомой нерастяжимой нити длиной 1 = 40 см, падает короткий импульс света с энергией E = 90 Дж. Найдите угол, который составит нить с вертикалью, если свет распространяется горизонтально, а тело поглощает все излучение, падающее на его поверхность.
