5-volnovaja_i_kvantovaja_optika

Угол преломления луча в жидкости равен

Если известно, что отраженный луч полностью

поляризован, то показатель преломления

жидкости равен …

Кривая дисперсии в области одной из полос

Дисперсия света называется нормальной, если с

поглощения имеет вид, показанный на

ростом частоты показатель

преломления растет

рисунке:

дисперсия

света

называется

аномальной, если с ростом частоты показатель

преломления убывает

Аномальная

дисперсия наблюдается в областях частот,

соответствующих

полосам

интенсивного

Нормальная дисперсия имеет место в области

поглощения.

частот …

На рисунке изображена дисперсионная кривая

Интенсивному поглощению света веществом

для некоторого вещества. Интенсивное погло-

соответствует область аномальной диспер-

щение света наблюдается для диапазона частот

сии, где с ростом частоты света

показа-

…

тель преломления

убывает, то есть

. Этому условию удовлетворяет об-

ласть частот от 1 до 2.

Правильный ответ 2.

Пластинку из оптически активного вещества

толщиной

поместили между

параллельными николями, в результате чего

плоскость поляризации монохроматического

света повернулась на угол

. Поле

зрения поляриметра станет совершенно

темным при минимальной толщине (в мм)

пластинки, равной 6

В стеклянной призме происходит разложение

белого света в спектр, обусловленное диспер-

сией света. На рисунках представлен ход лучей

в призме. Правильно отражает ход лучей рису-

нок …

Анализатор в 2 раза уменьшает интенсивность

Интенсивность света за анализатором опре-

линейно поляризованного света, приходящего

к нему от поляризатора. Если между поляриза-

деляется законом Малюса:

тором и анализатором помесить кварцевую

где – угол между плоскостями пропуска-

пластинку, то свет через такую систему прохо-

ния поляризатора и анализатора.

По усло-

дить не будет. При этом кварцевая пластинка

поворачивает плоскость поляризации на угол,

равный …

вию

тогда

и

.

Если между поляризатором и анализатором

помесить кварцевую пластинку, и при этом

интенсивность света за анализатором станет

равной нулю, то это означает, что плоскость

колебаний вектора

после прохождения

пластинки и плоскость пропускания анализа-

тора взаимно перпендикулярны. Следова-

тельно,

кварцевая

пластинка

поворачивает

плоскость

колебаний

на

угол,

равный

23. Тепловое излучение. Фотоэффект.

При

температуре

окружающей

среды

Пусть

температура

тела

равна

Т, температура

тело излучает в 81 раз больше энер-

окружающей

среды

–

. По

гии, чем поглощает. Температура тела в граду-

закону Стефана – Больцмана энергия, излучаемая

сах Цельсия равна … Ответ: 597С

за единицу времени, пропорциональна

, а по-

глощаемая –

пропорциональна

. Это справед-

ливо не только для абсолютно черного тела, но и

для серого, у которого поглощательная способ-

ность одинакова для всех длин волн. Получаем

уравнение

.

Отсюда

находим

, или

.

Абсолютно чѐрное тело и серое тело имеют

Зависимость

интегральной (полной) излучатель-

одинаковую температуру. При этом интенсив-

ной способности

абсолютно черного тела от

ность излучения …

его температуры соответствует формуле:

Т Т

4

,

1. больше у абсолютно чѐрного тела*

где

– постоянная Стефана-Больцмана. Если из-

2. определяется площадью поверхности тела

лучаемое тело не является абсолютно черным, то

3. одинаковая у обоих тел

k Т 4 ,

где

коэффициент

k<1.

Значит

4. больше у серого тела

Т

k Т 4 T 4

.

T

Т

Температура абсолютно чѐрного тела увеличи-

Зависимость

интегральной (полной) излучатель-

лась в два раза. При этом энергия излучения …

ной способности

абсолютно черного тела от

1. уменьшилась в 16 раз

его температуры соответствует формуле:

Т Т 4 ,

где σ – постоянная Стефана-Больцмана. При уве-

2. уменьшилась в 4 раза

личении температуры тела в 2 раза энергия его из-

3. увеличилась в 16 раз*

лучения увеличится в 24=16 раз.

4. увеличилась в 4 раза

Ответ: 3

1*

рентгеновского излучения

2

инфракрасного излуч ния

3

видимого излучения

4

ультрафиолетового излучения

1*

количество выбитых электронов уменьша

ся неизменной

2

количество выбитых электронов остаѐтся

уменьшается

3

количество выбитых электронов увеличив

уменьшается

4

количество выбитых электронов и их кин

5

количество выбитых электронов остаѐтся

увеличивается

1*

уменьшится в 4

раза

2

уменьшится в

15 раз

3

уменьшится в 2

ра

а

4

уменьшится в 4

раза

5

не изменится

Электромагнитная теория света и теорема

По теореме классической физики о равнораспре-

классической

физики

о равнораспределении

делении энергии системы по степеням свободы

энергии системы по степеням свободы, будучи

средняя энергия, приходящаяся на одну степень

применены к тепловому равновесному излуче-

свободы, пропорциональна

, где k – постоянная

нию, приводят к…

Больцмана, T – абсолютная температура. Элек-

Ответ: ультрафиолетовой катастрофе

тромагнитная теория света позволяет подсчитать

Варианты ответа:

число степеней свободы, приходящихся на едини-

1)

ультрафиолетовой катастрофе

цу объема области, занятой равновесным моно-

2)

тепловой смерти Вселенной

хроматическим тепловым излучением. Поскольку

3)

гипотезе квантов

это число степеней свободы пропорционально

4)

формуле Планка, представляющей распре-

третьей степени частоты и не зависит от темпера-

деление энергии в спектре излучения абсо-

туры, спектральная плотность энергии равновес-

лютно черного тела

ного теплового излучения должна возрастать при

увеличении частоты. Этот результат П. Эренфест

образно назвал ультрафиолетовой катастрофой.

Числовое значение постоянной Стефана -

Формула Планка показывает распределение энер-

Больцмана теоретически можно определить с

гии в спектре излучения абсолютно черного тела и

помощью...

дает, таким образом, исчерпывающее описание

Ответ: формулы Планка

равновесного

теплового

излучения.

Из

Варианты ответа

формулы

Планка,

интегрируя

по

всем

1. закона Кирхгофа

длинам волн или частотам, можно получить энер-

2. формулы Планка

гетическую светимость абсолютно черного тела,

3. закона смещения Вина

т.е. закон Стефана - Больцмана, и выражение по-

4. закона Стефана – Больцмана

стоянной

Стефана

-

Больцмана

через

универсальные физические константы:

, где

k

-

постоянная

Больцмана, с – скорость света,

-

постоянная

Планка.

Интенсивность

монохроматического

Увеличение

интенсивности

падающего

света, падающего на катод фотоэлемента,

излучения,

с

точки

зрения

квантовой

увеличилась

в

два

раза. В

результате

теории света, означает увеличение числа

этого ...

фотонов,

падающих

на

катод

в

единицу

Ответ: фототок насыщения увеличился в два

времени.

Это

приводит

к

увеличению

раза.

числа

выбиваемых

в

единицу

времени

Варианты ответа:

электронов

и

увеличению

фототока

1.максимальная кинетическая энергия фото-

насыщения. Так как частота излучения не

электронов увеличилась в два раза

изменилась, то энергия фотонов осталась

2.фототок насыщения увеличился в два раза

прежней.

Поэтому

максимальная

3.задерживающая

разность

потенциалов

кинетическая

энергия

фотоэлектронов

и

уменьшилась в два раза

задерживающая

разность

потенциалов

не

4.температура фотоэлемента увеличилась в два

изменились.

раза

При нагревании абсолютно черного тела длина

Согласно закону смещения Вина

волны, на которую приходится максимум

спектральной плотности энергетической све-

Подставляя

и

,

получим

тимости, изменилась от 750 нм до 500 нм.

отношение конечной и начальной температур чер-

Энергетическая светимость тела при этом...

Ответ: увеличилась в 5 раз

ного тела

. По закону Стефана - Боль-

цмана энергетическая светимость абсолютно чер-

ного тела

.

Металлический шарик в вакууме облучают не-

Каждый

вырванный

из

металла

электрон

ограниченно долго светом с длиной волны,

уносит с собой отрицательный электрический

меньшей

красной границы

фотоэффекта для

заряд.

Поэтому

шарик

заряжается

этого

металла:

. Фотоэффект на по-

положительно и тем сильнее, чем больше

электронов его покинуло. Вследствие электроста-

верхности шарика продолжается до тех пор,

тического притяжения разноименных зарядов, вы-

пока...

рванные электроны будут двигаться в области

Ответ: потенциал шарика не сравняется с за-

пространства вблизи шарика, образуя так называ-

держивающим потенциалом

емое электронное облако. Когда потенциал шари-

Варианты ответа:

ка достигнет величины задерживающего потенци-

1. концентрация свободных электронов внутри

ала, фотоэффект прекратится (точнее, установится

металлического шарика не сравняется с кон-

динамическое равновесие:

некоторые

электроны

центрацией электронов в электронном облаке у

из электронного облака будут возвращаться в ша-

поверхности шарика

рик, а вместо них такое же число свободных элек-

2. все свободные электроны не вылетят из ша-

тронов будет покидать шарик).

рика

3. шарик не нагреется до температуры плавле-

ния и не расплавится

4. потенциал шарика не сравняется с задержи-

вающим потенциалом

Уединенный медный шарик освещается уль-

Под действием падающего ультрафиолетового из-

трафиолетовым

излучением

с длиной волны

лучения происходит вырывание электронов из ме-

. Если работа

выхода

электрона

талла (фотоэффект). Вследствие вылета электро-

нов шарик заряжается положительно. Максималь-

для меди

, то максимальный по-

ный потенциал

, до которого может заря-

тенциал, до которого может зарядиться шарик,

диться шарик, определяется максимальной кине-

равен

__3___

В.

(

тической

энергией

фотоэлектронов

)

, где

–

заряд электрона. Эту

энергию можно определить из уравнения Эйн-

штейна для фотоэффекта:

Тогда

Явление

испускания

электронов

веществом

Фотосинтез – это процесс образования органиче-

под действием

электромагнитного

излучения

ского вещества из углекислого газа и воды на све-

называется …

ту при участии фотосинтетических пигментов

1. фотосинтезом

Электризация – явление, при котором на поверх-

2. электризацией

ности и в объѐме диэлектриков, проводников и

3. фотоэффектом*

полупроводников возникает и накапливается сво-

4. ударной ионизацией

бодный электрический заряд.

Фотоэффект – это испускание электронов веще-

ством под действием света.

Ударная ионизация — физическое явление, при

котором «горячий» электрон или «горячая» дырка,

набравшие

достаточно высокую кинетическую

энергию в сильном электрическом поле, ионизуют

кристалл и создают в нем электронно-дырочную

пару.

Ответ: 3

Величина фототока насыщения при внешнем

Фототок насыщения определяется числом

фо-

фотоэффекте зависит …

тоэлектронов, выбиваемых из катода в единицу

времени, которое пропорционально интенсивно-

сти света (закон Столетова).

Металл облучают светом с длиной волны .

Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта,

Красная

граница фотоэффекта для

этого ме-

талла равна

, работа выхода

– A. Ес-

выраженное через длину волны

. Крас-

ная граница фотоэффекта определяется условием

ли

, то

максимальная

кинетическая

. Если

, то из уравнения Эйнштейна

энергия

вырванных электронов …

получим

и

.

1.

2.

3. 0

4.

Наблюдается явление внешнего фотоэффекта.

При этом с уменьшением длины волны пада-

ющего света …

На рисунке представлены две зависимости за-

Исходим

из

уравнения Эйнштейна для фотоэф-

держивающего

напряжения

U3

от

частоты ν

фекта: h

m 2

A

или h Е

A

. Отсюда

max

k

падающего света для внешнего фотоэффекта.

2

в ых

в ых

Укажите верные утверждения.

Еk h Aв ых . Кинетическая энергия электрона свя-

зана с задерживающим напряжением соотношени-

ем:

Ek

eU з ,

где

e

–

модуль заряда электрона.

После

подстановки

получаем:

eU

з

h A

U

з

h Aв ых

. При υ=0

имеем:

в ых

e

U з

A

в

ых

.

Из

графика

видено:

1. Зависимости получены для двух различных

e

U2

U1

A2 A1 .

металлов*

Исходя из последней формулы и графика функ-

2. А2 < А1, где А1 и А2 – значения работы вы-

ции, делаем следующие выводы:

хода электронов из соответствующего металла

- при одинаковой частоте задерживающее напря-

3. С помощью этих зависимостей можно опре-

делить значение постоянной Планка*

жение может быть различным только при различ-

ных работах выхода, что возможно только при ис-

следовании двух различных металлов;

- из формулы видно, что чем больше значение ра-

боты выхода электрона из металла, тем меньше

значение задерживающего потенциала (с учетом

знака);

- в уравнение входит в качестве параметра значе-

На рисунке представлены две зависимости за-

Исходим

из

уравнения Эйнштейна для фотоэф-

держивающего напряжения U3 от частоты ν

m 2

h Е A . Отсюда

фекта: h

max

A

или

падающего света для внешнего фотоэффекта.

2

в ых

k

в ых

Укажите верные утверждения.

Еk h Aв ых . Кинетическая энергия электрона свя-

зана с задерживающим напряжением соотношени-

ем: Ek

eU з ,

где

e

– модуль заряда электрона.

После

подстановки

получаем:

eU з h Aв ых

U з

h

Aв ых

. При υ=0 имеем:

e

A

в

ых

U з

.

Из

графика

видено:

e

1: Зависимости получены для двух различных

U1

A2 A1 . Для красной границы фото-

U2

металлов*

m

2

эффекта при υ=0 ( Еk

0 ) имеем:

2: А2 > А1, где А1 и А2 – значения работы вы-

2

хода электронов из соответствующего метал-

h кр Aв ых

h с

Aв ых

кр

сh .

ла*

кр

Aв ых

3: λо1 < λо2, где λо1 и λо2 – значения красной

Исходя из последней формулы и графика функ-

границы фотоэффекта для соответствующего

ции, делаем следующие выводы:

металла

- при одинаковой частоте задерживающее напря-

жение может быть различным только при различ-

ных работах выхода, что возможно только при ис-

следовании двух различных металлов;

Ответ: 1, 2

На рисунке представлены две зависимости ки-

Исходим из уравнения Эйнштейна для фотоэф-

нетической энергии фотоэлектронов Eк от ча-

фекта:

h

m

2

A

или

h Е A

.

Отсюда

max

стоты ν падающего света. Укажите верные

2

в ых

k в ых

утверждения.

Еk h Aв ых .

При

ν=0

имеем

Еk

Ав ых :

Еk 2 Ek1

A2 A1 .

Исходя из последней формулы и графика функ-

ции, делаем следующие выводы:

- при одинаковой частоте кинетическая энергия

может быть различной только при различных ра-

ботах выхода, что возможно только при исследо-

вании двух различных металлов;

- из формулы видно, что чем больше значение ра-

боты выхода электрона из металла, тем меньше

значение кинетической энергии;

- в уравнение входит в качестве параметра значе-

ние постоянной Планка, которое можно вычислить

1: Зависимости получены для двух различных

по экспериментальным данным.

металлов*

Выводы:

2: С помощью этих зависимостей можно опре-

- зависимости получены для двух различных ме-

делить значение постоянной Планка*

таллов;

3: А2 < А1, где А1 и А2 – значения работы вы-

- с помощью этих зависимостей можно определить

хода электронов из соответствующего металла

значение постоянной Планка.

Ответ: 1, 2

На рисунке представлены две зависимости ки-

Исходим из уравнения Эйнштейна для фотоэф-

нетической энергии фотоэлектронов Eк от ча-

фекта: h

m

2

A

или

h Е

A

.

Отсюда

max

k

стоты ν падающего света.

2

в ых

в ых

Еk h Aв ых .

При

ν=0

имеем

Еk

Ав ых :

Еk 2 Ek1

A2 A1 .

Исходя из последней формулы и графика функ-

ции, делаем следующие выводы:

- при одинаковой частоте кинетическая энергия

может быть различной только при различных ра-

ботах выхода, что возможно только при исследо-

Укажите верные утверждения.

вании двух различных металлов, на работу выхода

не влияет освещенность металла;

1: А2 > А1, где А1 и А2 – значения работы вы-

- из формулы видно, что чем больше значение ра-

хода электронов из соответствующего метал-

боты выхода электрона из металла,

тем меньше

ла*

значение кинетической энергии;

2: Угол наклона зависимостей 1 и 2 одинаков*

- в уравнение входит в качестве параметра значе-

3: Зависимости получены для двух различных

освещенностей одного металла

ние постоянной Планка, которое является посто-

янным множителем при параметре ν, следователь-

но, именно постоянная Планка определяет угловой

коэффициент графика функции.

Выводы:

- A2 A1 ;

- угол наклона зависимостей 1 и 2 одинаков.

Ответ: 1, 2