Краткие теоретические сведения. КВАНТОВАЯ Оптика

КВАНТОВАЯ Оптика

Методические указания

к типовому расчету по физике

для студентов 2-го курса технических специальностей

всех форм обучения

Ростов-на-Дону

Составители:

кандидат физико-математических наук, доцент В.А. Ваган

кандидат педагогических наук, доцент И.И. Джужук

кандидат физико-математических наук, доцент В.В. Шегай

УДК 537.8

Оптика: Метод. указания к типовому расчету по физике /РГАСХМ ГОУ, Ростов н/Д, 2006. — 25 с.

Дается необходимый теоретический материал, примеры решения задач и варианты заданий для самостоятельной работы.

Предназначены для студентов 2-го курса технических специальностей всех форм обучения.

Печатается по решению редакционно-издательского совета академии

Рецензент	кандидат физико-математических наук, доцент
Научный редактор	кандидат физико-математических наук, доцент	В.А. Ваган

©

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ростовская-на-Дону государственная академия сельскохозяйственного машиностроения, 2006

Содержание

Краткие теоретические сведения........................................................... 3

Примеры решения задач......................................................................... 5

Варианты типовых заданий....................................................................10

Задачи для самостоятельного решения.................................................11

Литература...............................................................................................24

Краткие теоретические сведения

Энергетическая светимость абсолютно черного тела, т. е. энергия, излучаемая в секунду единицей поверхности абсолютно черного тела, определяется по закону Стефана-Больцмана:

R = s T ⁴,

где s = 5,67×10^–8 Вт/(м²×К⁴) — постоянная Стефана-Больцмана; T — абсолютная температура тела.

Если излучающее тело не является абсолютно черным, то энергетическая светимость определяется выражением:

R = k s T ⁴,

где k < 1 — коэффициент «серости» тела.

Закон смещения Вина. Длина волны l_m, на которую приходится максимум испускательной способности тела обратно пропорциональна абсолютной температуре тела:

l_m = b / T,

где b = 2,9×10^–3 м×К — постоянная Вина.

Энергия кванта света (фотона): E = h n,

где h = 6,625×10^–34 Дж×с — постоянная Планка; n — частота света.

Импульс фотона: p = h n/ c,

где с = 3×10⁸ м/с — скорость света в вакууме.

Масса фотона: m = h n/ c ².

Световое давление определяется выражением:

Р = Е (1+r)/ с,

где Е — энергия, падающая перпендикулярно на единицу поверхности за единицу времени; r — коэффициент отражения света.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

где А — работа выхода электрона из металла; m — масса электрона; v — максимальная скорость вылетевших электронов.

Если v = 0, то ,

где n₀ — частота, соответствующая красной границе фотоэффекта.

Максимальная кинетическая энергия электрона связана с задерживающим напряжением:

где e = 1,6×10^–19 Кл — заряд электрона; U _з — задерживающее напряжение.

Изменение длины волны рентгеновского излучения при комптоновском рассеянии фотона на свободном электроне определяется формулой:

где q — угол между направлением движения рассеянного фотона с длиной волны l^/ — и налетающего фотона с длиной волны l; m — масса покоя электрона.

Масса тела, движущегося со скоростью v, определяется соотношением:

где m ₀ — масса покоящегося тела.

При движении тела его масса возрастает.

Полная энергия тела: E = mc ².

Энергия покоящегося тела: E ₀ = m ₀ c².

Кинетическая энергия тела: Е _к = mc ² – m ₀ c².

Дата добавления: 2015-10-21