Летучки и кр по физике
.pdf
181
монохроматического света, обнаружили, что первая пластинка пропускает1 = 0,84 светового потока, вторая 2 = 0,70. Сравнить десятичные показатели поглощения веществ. Свет падает нормально.
Вариант 2
1.Коэффициент поглощения. Монохроматический коэффициент поглощения. Коэффициенты поглощения черного и серого тел.
2.Имеется два одинаковых абсолютно черных тела. Поток излучения одного в 81 раз больше потока излучения другого тела. Сравните температуры этих тел.
3.При диагностике методом термографии опухоли молочной железы пациентке дают выпить раствор глюкозы. Через некоторое время регистрируют тепловой излучение поверхности тела. Быстро делящиеся клетки опухолевой ткани интенсивно поглощают глюкозу, при этом выделяется энергия. На сколько градусов при этом меняется температура участка тела, если излучение с поверхности возрастает в 1,03 раза по сравнению с исходным уровнем? Начальная температура участка тела равна 37˚ С.
4.Чем объясняется различие времен флуоресценции и фосфоресценции?
5.Электроны, разгоняемые электрическим полем, сталкиваются в трубке с парами натрия и возбуждают их. При каком ускоряющем напряжении начнет испускаться свет с длиной волны 589 нм?
6.Сравните энергии 4-го и 2-го электронных уровней атома водорода.
7.Пучок монохроматического света проходит через стеклянную пластинку толщиной l = 1 см. Определите монохроматический натуральный показатель поглощения стекла, если при этом поглощается 0,1 падающего света. Какой толщины должна быть стеклянная пластинка, чтобы поглотилась половина падающего света?
Вариант 3
1. На графике показана зависимость спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от частоты при нескольких постоянных значениях температуры. Какой из графиков соответствует более низкой температуре?
182
2.В результате изменения температуры серого тела максимум
спектральной плотности энергетической светимости сместился с λ1 = 2400 нм на λ2 = 800 нм. Во сколько раз изменится энергетическая светимость тела?
3.Закон Кирхгофа. Определение спектра излучения тела с использованием закона Кирхгофа.
4.Всегда ли при переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий происходит излучение фотона? Ответ поясните.
5.Сравните частоту света, излучаемого атомом водорода при переходе электрона со 2-го на 1-ый энергетический уровень с частотой света, излучаемого атомом водорода при переходе электрона с 4-го на 2-ой энергетический уровень.
6.Три нейтральных светофильтра с коэффициентами пропускания 15%, 30% и 50% сложены вместе один за другим. Найти общую оптическую плотность этой системы светофильтров.
7.Что произойдет с оптической плотностью раствора, измеряемой на
длине волны , если его концентрация увеличится в 1,2 раза, а кювета станет тоньше в 2 раза?
Вариант 4
1.Имеются две сферы. Поток излучения и диаметр одной сферы в пять раз больше потока излучения и диаметра второй сферы. Сравните энергетические светимости тел.
2.Температура абсолютно черного тела T = 1000 K. На сколько изменится
его энергетическая светимость при повышении температуры на T = 1 K.
3.Сформулируйте закон Стефана – Больцмана и закон Вина. Для каких тел справедливы эти законы?
4.Зависят ли длины волн линейчатого спектра какого-либо вещества от способа возбуждения свечения атомов этого вещества? Ответ поясните.
5.Люминесценция. Виды люминесценции. Правило Стокса.
6.Сравните энергию 6-го и 3-го электронных уровней атома водорода.
7.В 4%-ном растворе вещества в прозрачном растворителе интенсивность
света на глубине l1 = 20 мм ослабляется в два раза. Во сколько раз ослабляется интенсивность света на глубине l2 = 30 мм в 8%-ном растворе того же вещества?
Вариант 5
1.Что происходит с частотой, соответствующей максимуму спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела при повышении температуры?
2.Имеется два абсолютно черных источника теплового излучения.
Температура одного из них T1 = 2500 К. Найти температуру другого источника, если длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости на Δλ = 0,5 мкм больше длины
183
волны соответствующей максимуму спектральной плотности энергетической светимости первого источника.
3.Может ли частота света, испускаемого веществом быть больше, чем частота света, вызвавшего явление фотолюминесценции? Ответ поясните.
4.Спектры атомов. Спектр атома водорода. Спектральные серии.
5.Определить длину волны спектральной линии атомарного водорода, частота которой равна разности частот следующих двух линий серии
Бальмера: 1 = 486,1 нм и 2 = 410,2 нм. Как вы думаете, какому переходу соответствует излучение с такой длиной волны?
6. Интенсивность света, прошедшего через раствор некоторого вещества, уменьшилась в 10 раз. Молярный показатель поглощения на данной длине волны равен 2300 л·моль-1 см-1, оптический путь кюветы с раствором равен 1 см. Найдите молярную концентрацию растворенного вещества.
7. Во сколько раз изменится коэффициент пропускания раствора, если его оптическая плотность увеличится на 0,1?
Вариант 6
1. На графике показана зависимость спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при нескольких постоянных значениях температуры. Какой из графиков соответствует более высокой температуре?
2.Какую энергию излучает Солнце за 1 минуту? Излучение Солнца
считать близким к излучению абсолютно черного тела. Температуру поверхности Солнца принять равной 5800 К. Радиус Солнца R = 6,96·105 км.
3.Серое тело нагрели, температура увеличилась в три раза. Как изменилась частота, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости?
4.Какую минимальную скорость должен иметь электрон, чтобы при соударении с невозбужденным атомом водорода вызвать излучение хотя бы одной линии спектра водорода? Вычислить длину волны этой линии.
5.Общее понятие о спектрах молекул и конденсированных сред (жидкости, твёрдые тела). Понятие о спектральном анализе и его использовании в медицине.
184
6.Световой поток, проходя через 2 нейтральных светофильтра, ослабляется в 10 раз. Оптическая плотность одного из светофильтров 0,3. Чему равна оптическая плотность второго светофильтра?
7.Поток монохроматического света, проходящий через кювету с раствором, увеличился в два раза. Поток падающего монохроматического света не изменился. На сколько изменилась оптическая плотность раствора?
185
Вариант 7
1.При какой температуре имеет место тепловое излучение?
2.Имеются два тела одинаковой формы. Одно из них является абсолютно черным, другое серым, с коэффициентом поглощения α = 0,8. Сравните потоки излучения этих тел, если температура а.ч.т. в 2 раза больше температуры серого тела.
3.Энергетическая светимость черного тела возросла на 15%. Какой была начальная температура тела, если указанное возрастание энергетической светимости произошло в результате увеличения температуры на два градуса?
4.Сравните частоту света, излучаемого атомом водорода при переходе электрона со 2-го на 1-ый энергетический уровень с частотой света, излучаемого атомом водорода при переходе электрона с 3-го на 1-ый энергетический уровень.
5.Флуоресценция и фосфоресценция. Роль метастабильных уровней. Среднее время жизни возбужденного состояния.
6.При прохождении света через слой раствора поглощается 1/3 первоначальной световой энергии. Определите коэффициент пропускания и оптическую плотность раствора.
7.Закон Бугера – Ламберта – Бера. Молярный показатель поглощения. Удельный показатель поглощения.
Вариант 8
1.Площадь поверхности тела человека в 80 раз больше, чем у морской свинки. Сравните потоки теплового излучения и интенсивность теплового излучения человека и животного, принимая равными коэффициенты поглощения их тел. Считать температуру тела человека равной 37˚ С, а морской свинки 39˚ С.
2.Имеются два серых тела. Коэффициент поглощения одного из них α1 в 1,125 раз больше коэффициента поглощения второго тела α2. Температура первого тела T1 в 1,5 раза меньше температуры второго тела. Сравните энергетические светимости этих тел.
3.Сформулируйте закон Стефана – Больцмана и закон Вина. Для каких тел справедливы эти законы?
4.Какую длину волны должен иметь квант света, поглощенный атомом водорода, если при этом электрон перешел со второго уровня на третий? Энергия второго уровня 10,15 эВ, энергия третьего 12,04 эВ.
5.Чем отличаются молекулярные спектры излучения от атомных? В чем причины этих отличий?
6.Поглощение света. Закон Бугера – Ламберта. Линейный коэффициент поглощения.
7.Свет проходит через светофильтр, имеющий оптическую плотность 0,8 и кювету толщиной 1 см с раствором красителя, концентрация которого
10-6 моль·л-1. Показатель поглощения раствора на единицу концентрации
186
для данной длины волны 5·105 л·моль-1·см-1. Найти общий коэффициент пропускания для данной системы.
Вариант 9
1.Энергетическая светимость. Спектральная плотность энергетической светимости. Размерности этих величин. Спектр излучения тела.
2.При диагностике методом термографии опухоли молочной железы пациентке дают выпить раствор глюкозы. Через некоторое время регистрируют тепловой излучение поверхности тела. Быстро делящиеся клетки опухолевой ткани интенсивно поглощают глюкозу, при этом выделяется энергия. На сколько градусов при этом меняется температура участка тела, если излучение с поверхности возрастает в 1,03 раза по сравнению с исходным уровнем? Начальная температура участка тела равна 37˚ С.
3.Имеются два тела одинаковой формы, нагретых до одинаковой температуры. Одно тело является абсолютно черным, другое - серым. У какого из тел поток излучения будет больше? Ответ поясните.
4.Чем объясняется различие времен флуоресценции и фосфоресценции?
5.Найти разность энергий 4-го и 2-го электронных уровней в атоме водорода, если при соответствующем переходе электронов излучается свет с длиной волны 486 нм. Какова энергия 4-го уровня, если энергия 2-го уровня 10,15 эВ?
6.Коэффициент пропускания. Оптическая плотность. Связь этих величин.
7.Пучок монохроматического света проходит через стеклянную пластинку толщиной l = 1 см. Определите монохроматический натуральный показатель поглощения стекла, если при этом поглощается 0,1 падающего света. Какой толщины должна быть стеклянная пластинка, чтобы поглотилась половина падающего света?
Вариант 10
1.Коэффициент поглощения. Монохроматический коэффициент поглощения. Коэффициенты поглощения черного и серого тел.
2.На сколько увеличилась температура тела человека, если поток
излучения возрос с поверхности на 4%. Начальная температура тела равна t = 35º С. Тело человека считать серым.
3.Имеется два одинаковых абсолютно черных тела. Поток излучения одного в 81 раз больше потока излучения другого тела. Сравните температуры этих тел.
4.Чем вызвана и к какому виду относится люминесценция в следующих случаях:
А) свечение экрана телевизора, Б) свечение газа в рекламной трубке,
В) свечение стрелки компаса, покрытого люминофором, Г) свечение планктона в море?
187
5.Электроны, разгоняемые электрическим полем, сталкиваются в трубке с парами натрия и возбуждают их. При каком ускоряющем напряжении начнет испускаться свет с длиной волны 589 нм?
6.Сравните энергии 4-го и 2-го электронных уровней атома водорода.
7. Из двух разных веществ изготовили две пластинки: одну толщиной d1 = 2,9 мм, другую – d2 = 9,0 мм. Введя поочередно эти пластинки в пучок монохроматического света, обнаружили, что первая пластинка пропускает1 = 0,84 светового потока, вторая 2 = 0,70. Сравнить десятичные показатели поглощения веществ. Свет падает нормально.
188
Вариант 11
1. На графике показана зависимость спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от частоты при нескольких постоянных значениях температуры. Какой из графиков соответствует более высокой температуре?
2. Температура абсолютно черного тела T = 1000 K. На сколько изменится его энергетическая светимость при повышении температуры на T = 1 K.
3.Закон Кирхгофа. Определение спектра излучения тела с использованием закона Кирхгофа.
4.Зависят ли длины волн линейчатого спектра какого-либо вещества от способа возбуждения свечения атомов этого вещества? Ответ поясните.
5.Сравните частоту света, излучаемого атомом водорода при переходе электрона со 2-го на 1-ый энергетический уровень с частотой света, излучаемого атомом водорода при переходе электрона с 4-го на 2-ой энергетический уровень.
6.Что произойдет с оптической плотностью раствора, измеряемой на длине
волны , если его концентрация увеличится в 1,2 раза, а кювета станет тоньше в 2 раза?
7. В 4%-ном растворе вещества в прозрачном растворителе интенсивность света на глубине l1 = 20 мм ослабляется в два раза. Во сколько раз ослабляется интенсивность света на глубине l2 = 30 мм в 8%-ном растворе того же вещества?
Вариант 12
1.Имеются две сферы. Поток излучения и диаметр одной сферы в пять раз больше потока излучения и диаметра второй сферы. Сравните энергетические светимости тел.
2.В результате изменения температуры серого тела максимум спектральной
плотности энергетической светимости сместился с λ1 = 2400 нм на λ2 = 800 нм. Во сколько раз изменится энергетическая светимость тела?
3.Сформулируйте закон Стефана – Больцмана и закон Вина. Для каких тел справедливы эти законы?
4.Всегда ли при переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий происходит излучение фотона? Ответ поясните.
5.Люминесценция. Виды люминесценции. Правило Стокса.
6.Сравните энергию 6-го и 3-го электронных уровней атома водорода.
189
7. Три нейтральных светофильтра с коэффициентами пропускания 15%, 30% и 50% сложены вместе один за другим. Найти общую оптическую плотность этой системы светофильтров.
Вариант 13
1.Что происходит с частотой, соответствующей максимуму спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела при повышении температуры?
2.Какую энергию излучает Солнце за 1 минуту? Излучение Солнца считать
близким к излучению абсолютно черного тела. Температуру поверхности Солнца принять равной 5800 К. Радиус Солнца R = 6,96·105 км.
3.Может ли частота света, испускаемого веществом быть больше, чем частота света, вызвавшего явление фотолюминесценции? Ответ поясните.
4.Спектры атомов. Спектр атома водорода. Спектральные серии.
5.Определить длину волны спектральной линии атомарного водорода, частота которой равна разности частот следующих двух линий серии
Бальмера: 1 = 486,1 нм и 2 = 410,2 нм. Как вы думаете, какому переходу соответствует излучение с такой длиной волны?
6.Световой поток, проходя через 2 нейтральных светофильтра, ослабляется в
10раз. Оптическая плотность одного из светофильтров 0,3. Чему равна оптическая плотность второго светофильтра?
7.Во сколько раз изменится коэффициент пропускания раствора, если его оптическая плотность увеличится на 0,1?
Вариант 14
1. На графике показана зависимость спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при нескольких постоянных значениях температуры. Какой из графиков соответствует более низкой температуре?
2. Имеется два абсолютно черных источника теплового излучения. Температура одного из них T1 = 2500 К. Найти температуру другого источника, если длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости на Δλ = 0,5 мкм больше длины волны соответствующей максимуму спектральной плотности энергетической светимости первого источника.
190
3.Серое тело нагрели в три раза. Как изменилась частота, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости?
4.Какую минимальную скорость должен иметь электрон, чтобы при соударении с невозбужденным атомом водорода вызвать излучение хотя бы одной линии спектра водорода? Вычислить длину волны этой линии.
5.Общее понятие о спектрах молекул и конденсированных сред (жидкости, твёрдые тела). Понятие о спектральном анализе и его использовании в медицине.
6.Интенсивность света, прошедшего через раствор некоторого вещества, уменьшилась в 10 раз. Молярный показатель поглощения на данной длине
волны равен 2300 л·моль-1 см-1, оптический путь кюветы с раствором равен 1 см. Найдите молярную концентрацию растворенного вещества.
7. Поток монохроматического света, проходящий через кювету с раствором, увеличился в два раза. Поток падающего монохроматического света не изменился. На сколько изменилась оптическая плотность раствора?
Вариант 15
1.При какой температуре имеет место тепловое излучение?
2.Имеются два серых тела. Коэффициент поглощения одного из них α1 в 1,125 раз больше коэффициента поглощения второго тела α2. Температура первого тела T1 в 1,5 раза меньше температуры второго тела. Сравните энергетические светимости этих тел.
3.Энергетическая светимость черного тела возросла на 15%. Какой была начальная температура тела, если указанное возрастание энергетической светимости произошло в результате увеличения температуры на два градуса?
4.Какую длину волны должен иметь квант света, поглощенный атомом водорода, если при этом электрон перешел со второго уровня на третий? Энергия второго уровня 10,15 эВ, энергия третьего 12,04 эВ.
5.Флуоресценция и фосфоресценция. Роль метастабильных уровней. Среднее время жизни возбужденного состояния.
6.Поглощение света. Закон Бугера – Ламберта. Линейный коэффициент поглощения.
7.При прохождении света через слой раствора поглощается 1/3 первоначальной световой энергии. Определите коэффициент пропускания и оптическую плотность раствора
Вариант 16
1.Площадь поверхности тела человека в 80 раз больше, чем у морской свинки. Сравните потоки теплового излучения и интенсивность теплового излучения человека и животного, принимая равными коэффициенты поглощения их тел. Считать температуру тела человека равной 37˚ С, а морской свинки 39˚ С.
2.Имеются два тела одинаковой формы. Одно из них является абсолютно черным, другое серым, с коэффициентом поглощения α = 0,8. Сравните