Infraröd strålning eller infraröda strålar, detta är elektromagnetisk strålning som upptar spektralområdet mellan rött ljus (med en våglängd på 0,74 mikron) och kortvågig radiostrålning (1-2 mm).

Upptäckten av infraröd strålning inträffade år 1800.
Den engelske vetenskapsmannen W. Herschel upptäckte att i det erhållna spektrumet av solen bortom gränsen för rött ljus (dvs i den osynliga delen av spektrumet), ökar temperaturen på termometern. En termometer placerad bakom den röda delen av solspektrumet visade en ökad temperatur jämfört med kontrolltermometrar placerade vid sidan av.

Den infraröda regionen av spektrumet enligt den internationella klassificeringen är indelad i:
- till nära IR-A (från 0,7 till 1,4 µm);
- genomsnittlig IR-B (1,4 - 3 µm);
- långt IR-S (över 3 mikron).

Alla uppvärmda fasta ämnen avger ett kontinuerligt infrarött spektrum. Det betyder att strålning innehåller vågor med alla frekvenser utan undantag, och att prata om strålning vid en viss våg är en meningslös övning. En uppvärmd fast substans avger strålning över ett mycket brett våglängdsområde.

Vid låga temperaturer (under 400°C) är strålningen från en uppvärmd fast kropp nästan helt lokaliserad i det infraröda området, och en sådan kropp verkar mörk. När temperaturen ökar ökar andelen strålning i det synliga området, och kroppen uppträder initialt:

Mörkröd.............470-650°C

Körsbärsröd............700°С

Ljusröd...................800°С

Djuporange............900°C

Orange-gul............1000°C

Ljusgul............1100°C

Halmgul...........1150°C

Vit av olika ljusstyrka......1200-1400°C

I detta fall ökar både den totala strålningsenergin och energin för infraröd strålning. Vid temperaturer över 1000°C börjar en uppvärmd kropp att avge ultraviolett strålning.

Lagar för termisk strålning

En speciell plats i teorin om termisk strålning upptas av Absolute Black Body (ABB). Detta är vad G. Kirchhoff kallade en kropp vars absorptionsförmåga är lika med enhet vid alla frekvenser och vid alla temperaturer. En riktig kropp reflekterar alltid en del av energin från den strålning som infaller på den. Även sot närmar sig egenskaperna hos en helt svart kropp endast i det optiska området.

Den svarta kroppen är referenskroppen i teorin om termisk strålning. Och även om det inte finns någon absolut svart kropp i naturen, är det ganska enkelt att implementera en modell där absorptionskapaciteten vid alla frekvenser kommer att skilja sig försumbart från enhet. Nedan finns de lagar som gäller för det svarta hålet.

Plancks grundläggande lag om termisk strålning fastställer beroendet av emissiviteten hos en kropp R på våglängden λ och kroppstemperatur T.

R:s beroende av våglängd vid konstant temperatur visas i figuren. Strålningseffekten har ett maximum vid ett visst värde λ max.

Även om spektrumet förändras med temperaturen har det generella mönster som inte är beroende av T, om vågorna uttrycks i en dimensionslös enhet λ /λ max. Då är inte andelen avgiven energi i olika områden beroende av temperaturen (andelen i % av den totala energin visas i figuren). Det är nyttigt att komma ihåg det ungefär 90 % av energin finns i spektralintervalletλ /λ max = 0,5 ... 3,0, dvs. från l max /2 till 3 l max.

Wiens förskjutningslag . Våglängd lmax , motsvarande den svarta kroppens maximala spektrala emissivitetstäthet, omvänt proportionell mot temperaturen: l max = 2,9/Tdär C är en konstant.

LagStefan-Boltzmann. Den svarta kroppens emissionsförmåga, dvs. total strålningseffekt per enhet area, proportionell mot temperaturens fjärde potens: R= σT 4, där σ är Stefan-Boltzmann-konstanten.

I teorin om termisk strålning används ofta en idealiserad modell av verkliga kroppar - begreppet en "grå kropp". En kropp kallas "grå" om dess absorptionskoefficient är densamma för alla frekvenser och endast beror på materialets temperatur och ytans tillstånd. I verkligheten närmar sig en verklig fysisk kropp i sina egenskaper den grå kroppen endast i ett smalt intervall av strålningsfrekvenser.

Kirchhoffs lag om termisk strålning. Förhållandet mellan den spektrala densiteten för en kropps energetiska ljusstyrka och dess monokromatiska absorptionskoefficient beror inte på kroppens material (dvs. är lika för alla kroppar) och är lika med spektraltätheten för den energetiska ljusstyrkan för en absolut svart kropp. Detta värde är endast en funktion av temperatur och strålningsfrekvens.

Konsekvenser av Kirchhoffs lag.

Eftersom absorptionskoefficienten för varje kropp är mindre än ett, är emissiviteten för varje kropp för en given strålningsfrekvens mindre än den för en svart kropp. Med andra ord är en svart kropp vid vilken temperatur och frekvens som helst av strålning den mest intensiva strålningskällan.

Om en kropp inte absorberar strålning i någon del av spektrumet, så strålar den inte i denna del av spektrumet.

För en given temperatur avger de grå kroppar som har en högre absorptionskoefficient starkare.

OCH strålningsintensitet från en uppvärmd yta eller genom ett hål i ugnen kan bestämmas med formeln (vid L ≥F 0,5)

E =0,91F((T/1000)4-A)/L2

där E är bestrålningsintensiteten, W/m2; F - utstrålande yta, m2; l är avståndet från centrum av den utstrålande ytan till det bestrålade föremålet, m; A = 85 - för mänsklig hud och bomullstyg; A = 100 - konstant koefficient för tyg.

18.1. Hitta temperaturen T för ugnen om det är känt att strålningen från en öppning i den med arean S = 6,1 cm 2 har en effekt på N = 34,6 W. Strålningen bör anses vara nära den från en svart kropp.

18.2. Vad är solens strålningskraft N? Solens strålning anses vara nära strålningen från en helt svart kropp. Solens yttemperatur är T = 5800 K.

18.3. Vilken energisk ljusstyrka R" E har härdat bly? Förhållandet mellan de energiska ljusstyrkorna hos bly och en svart kropp för en given temperatur k =0.6.

18.4. Strålningseffekten för en helt svart kropp är N = 34 kW. Hitta temperatur T av denna kropp, om det är känt att dess yta S= 0,6 m2.

18.5. Strålningseffekt för en het metallyta N = 0,67 kW. Yttemperatur T = 2500K, dess area S = 10 cm 2. Vilken strålningskraft N skulle denna yta ha om den var helt svart? Hitta förhållandet k mellan energiluminositeterna för denna yta och en absolut svart kropp vid en given temperatur.

18.6. Diameter av en volframglödtråd i en glödlampa d= 0,3 mm, spirallängd l = 5 cm När glödlampan är ansluten till nätspänningen U 127 V ström I = 0,31 A strömmar genom glödlampan Hitta temperaturen T spiraler. Antag att när väl jämvikt är etablerad går all värme som frigörs i glödtråden förlorad till följd av strålning. Förhållandet mellan energiluminositeterna för volfram och en absolut svart kropp för en given temperatur är k = 0,31.

18.7. Temperaturen för en volframglödtråd i en 25-watts glödlampa är T = 2450 K. Förhållandet mellan dess energiska ljusstyrka och den energiska ljusstyrkan hos en absolut svart kropp vid en given temperatur k = 0,3. Hitta arean S för spiralens strålningsyta.

18.8. Hitta solkonstanten K, det vill säga mängden strålningsenergi som sänds av solen per tidsenhet genom en enhetsarea som är vinkelrät mot solens strålar och som ligger på samma avstånd från den som jorden. Temperaturen på solens yta är T = 5800K. Solens strålning anses vara nära strålningen från en helt svart kropp.

18.9. Förutsatt att atmosfären absorberar 10% av strålningsenergin. sänd av solen, hitta strålningskraften N som mottas från solen av en horisontell del av jorden med en area S= 0,5 ha. Solens höjd över horisonten är φ = 30°. Solens strålning anses vara nära strålningen från en helt svart kropp.

18.10. Genom att känna till värdet på solkonstanten för jorden (se uppgift 18.8), hitta värdet på solkonstanten för Mars.

18.11. Vilken energiluminositet R e har en svart kropp om den maximala spektraltätheten för dess energiluminositet inträffar vid våglängden λ = 484 nm?

12.18. Strålningseffekt för en absolut svart kropp N = 10 kW Hitta arean S av kroppens strålningsyta om den maximala spektrala tätheten för dess energiluminositet faller på våglängden λ = 700 nm.

18.13. I vilka områden av spektrumet ligger våglängderna som motsvarar den maximala spektrala tätheten för energiluminositet om ljuskällan är: a) spiralen av en elektrisk glödlampa (T = 3000 K); b) solens yta (T = 6000 K); c) en atombomb, i vilken temperaturen utvecklas i explosionsögonblicket T = 10 7 K? Strålningen bör anses vara nära den från en svart kropp.

18.14. Figuren visar beroendet av spektraltätheten för energiluminositeten hos en absolut svart kropp r λ av våglängden λ vid en viss temperatur. Till vilken temperatur T hänger denna kurva ihop? Hur många procent av den emitterade energin finns i det synliga spektrumet vid denna temperatur?

18.15. När en absolut svart kropp värms upp ändras våglängden λ vid vilken den maximala spektrala tätheten för energiluminositet inträffar från 690 till 500 nm. Hur många gånger ökade kroppens energifriskhet?

18.16. Vid vilken våglängd λ är den maximala spektrala tätheten för energiluminositeten hos en absolut svart kropp med en temperatur lika med temperaturen t = 37° människokroppen, dvs T = 310K?

18.17. Temperaturen T för en absolut svart kropp ändrades när den värmdes upp från 1000 till 3000 K. Hur många gånger ökade dess energiska ljusstyrka R e? Hur mycket har våglängden λ, vid vilken den maximala spektrala tätheten av energetisk ljusstyrka inträffar, förändrats? Hur många gånger har dess maximala spektrala ljusstyrketäthet r λ ökat? ?

18.18. En absolut svart kropp har en temperatur T 1 = 2900 K. Som ett resultat av kylning av kroppen ändras våglängden vid vilken den maximala spektrala tätheten för energiluminositet faller med Δλ = 9 μm. Till vilken temperatur T2 har kroppen svalnat?

18.19. Kroppens yta värms upp till en temperatur T = 1000K. Sedan värms ena halvan av denna yta till ΔT = 100K, den andra kyls till ΔT = 100K. Hur många gånger kommer den energiska ljusstyrkan att förändras? R eh ytan på denna kropp?

18.20. Vilken effekt N måste tillföras en svärtad metallkula med radien r = 2 cm för att hålla en temperatur ΔT = 27K över omgivningstemperaturen? Omgivningstemperatur T = 293 K. Antag att värme går förlorad endast på grund av strålning.

18.21. Den svärtade kulan kyls från en temperatur T 1 = 300 K till T 2 = 293 K. Hur mycket har våglängden λ förändrats , motsvarande den maximala spektrala tätheten för dess energiska ljusstyrka?

18.22. Hur mycket kommer solens massa att minska på ett år på grund av strålning? Under vilken tid τ kommer solens massa att minska med hälften? Solens yttemperatur T= 5800K. Solens strålning anses vara konstant.

Helt vita och gråa kroppar, med samma yta, värms upp till samma temperatur. Jämför de termiska strålningsflödena för dessa kroppar F 0 (vit) och F (grå). Svar: 3. F 0 <Ф. Absolut svarta och gråa kroppar, med samma yta, värms upp till samma temperatur. Jämför de termiska strålningsflödena för dessa kroppar Ф 0 (svart) och Ф (grå). Svar: 2. F 0 >F. En helt svart kropp är... Svar: 1. en kropp som absorberar all energi från elektromagnetiska vågor som infaller på den, oavsett våglängd (frekvens). En absolut svart kropp har en temperatur T 1 =2900 K. Som ett resultat av avkylning av kroppen ändras våglängden vid vilken den maximala spektrala tätheten för energiluminositet faller med Δλ = 9 μm. Till vilken temperatur T2 har kroppen svalnat? Vina konstant med 1=2,9×10 -3 mK. Svar: 2. T 2 =290K. Det är känt att den maximala solstrålningsenergin motsvarar vågen l 0 =0,48 μm. Solens radie R= m, solens massa M= kg. Vid vilken tidpunkt förlorar solen 1 000 000 kg av sin massa? Svar: 4. 2×10 -4 Med. Det finns två helt svarta källor för termisk strålning. Temperaturen på en av dem är T 1 = 2500 K. Hitta temperaturen för den andra källan om våglängden som motsvarar dess emissivitet är l = 0,50 μm större än den våglängd som motsvarar den första källans maximala emissivitet (Wiens förskjutningslagskonstant b = 0,29 cm× TO). Svar: 3.T 2 =1750K. Det finns två helt svarta källor för termisk strålning. Temperaturen för en av dem är T 1 = 2500 K. Hitta temperaturen för en annan källa om våglängden som motsvarar dess emissivitet är ∆λ = 0,50 μm större än den våglängd som motsvarar den maximala emissionsförmågan för den första källan . Svar: 1. 1,75 kK. En metallyta med arean S = 15 cm 2, uppvärmd till en temperatur på T = 3 kK, avger 100 kJ på en minut. Bestäm förhållandet mellan den energetiska ljusstyrkan för denna yta och den svarta kroppen vid en given temperatur. veterinär: 2. 0.2. Kan absorptionsförmågan hos en grå kropp bero på: a) strålningsfrekvensen. b) temperatur. Svar: 3. a) nej; b) ja. Strålningseffekten för en absolut svart kropp är N=34 kW. Hitta temperaturen T för denna kropp om det är känt att dess yta är S = 0,6 m 2. Stefan-Boltzmann konstant d=5,67×10 -8 W/(m 2 × K 2). Svar: 4. T=1000 K. Strålningseffekt för en het metallyta P’=0,67 kW. Yttemperatur T=2500 K, dess area S=10 cm 2. Hitta förhållandet k mellan energiluminositeterna för denna yta och en absolut svart kropp vid en given temperatur (Stefan – Boltzmann konstant σ = 5,67 × 10 -8 W/(m 2 × K 4)). Svar: 1. k=0,3. svar: 1. 2. Hitta temperaturen T för ugnen om det är känt att strålningen från hålet i den med en area på S = 6,1 cm 2 har en effekt på N = 34,6 W. Strålningen bör anses vara nära strålningen från en absolut svart kropp (S=5,67×10 -8 W/(m 2 ×K 4)). Svar: 2. T=1000K. 2. Am=0,97 um. Svar: 2. λm≈0,5 µm. Figuren visar beroendet av den spektrala tätheten hos ämnen (1, 2) av våglängden. Vad kan man säga om dessa ämnen och deras temperaturer? 1) ämnena är desamma, T 1 >T 2. 2) olika ämnen T 1 3) ämnena är desamma, det är omöjligt att dra en slutsats om temperatursambandet. 4) ämnen är samma, T 1 5) ämnena är olika, det är omöjligt att dra en slutsats om temperatursambandet. 6) ämnena är desamma, T 1 = T 2. 7) det är omöjligt att dra en slutsats om ämnen, T 1 > T 2. 8) inga slutsatser kan dras om ämnen, T 1 9) det finns inga korrekta svar. Svar: 9. Det finns inga korrekta svar. Figuren visar grafer över beroendet av den spektrala tätheten för energiluminositeten hos en absolut svart kropp på strålningsvåglängden vid olika temperaturer T 1 och T 2, med T 1 > T 2 (T 1 vertex i Ox är större än T 2) . Vilken av figurerna tar korrekt hänsyn till lagarna för termisk strålning? Svar: 1. Rätt. Kroppens yta värms upp till en temperatur av T=1000 K. Sedan värms ena halvan av denna yta med ΔT=100 K, den andra kyls med ΔT=100 K. Hur många gånger kommer den genomsnittliga energetiska ljusstyrkan Re av ytan på denna kropp förändras? Svar: 3. 1,06 gånger. En elektrisk ström passerar genom plattan, som ett resultat av vilken den når en jämviktstemperatur T 0 = 1400 K. Efter detta minskade den elektriska strömmens kraft med 2 gånger. Bestäm den nya jämviktstemperaturen T. 2. T=1174 K.	Välj rätt påstående. Svar: 2. Strålningen från en helt svart kropp vid en given temperatur överstiger strålningen från alla andra kroppar vid samma temperatur. Välj rätt påstående om metoden för emission av elektromagnetiska vågor. Svar: 4. Elektromagnetiska vågor sänds inte ut kontinuerligt, utan i separata kvanta vid valfri temperatur över 0 K. Diametern på volframspiralen i en glödlampa är d=0,3 mm, spiralens längd är l=5 cm När glödlampan kopplas in i ett nätverk med en spänning på U=127V får en ström I=0,31 A flödar genom glödlampan. Hitta temperaturen T för spiralen. Antag att när väl jämvikt är etablerad går all värme som frigörs i glödtråden förlorad till följd av strålning. Förhållandet mellan energiluminositeterna för volfram och en absolut svart kropp för en given temperatur är k = 0,31. Stefan-Boltzmann konstant d=5,67×10-8 W/(m 2 × K 2). Svar: 3. T=2600 K. Det finns två hålrum (se figur) med små hål med identiska diametrar d=l,0 cm och absolut reflekterande yttre ytor. Avståndet mellan hålen är l=10 cm En konstant temperatur T 1 =1700 K hålls i hålrum 1. Beräkna steady-state temperaturen i hålrum 2. 3. T 2 =400 K. Det finns två hålrum (se figur) med små hål med identiska diametrar d cm och absolut reflekterande yttre ytor. Avståndet mellan hålen är l cm. En konstant temperatur T 1 hålls i hålrum 1. Beräkna steady-state-temperaturen i kavitet 2. Obs: Tänk på att en blackbody är en cosinusradiator. 1. T 2 =T1sqrt(d/2l). En studie av solstrålningsspektrumet visar att den maximala spektrala tätheten av emissivitet motsvarar våglängden l = 500 nm. Ta solen som en absolut svart kropp och bestäm solens emissivitet (Re). 2. Re=64 mW/m 2 . Strålningseffekten för en absolut svart kropp är N=10 kW. Hitta arean S av kroppens utstrålande yta om den maximala spektraltätheten för dess energetiska ljusstyrka faller på våglängden λ=700 nm. Stefan-Boltzmann konstant d=5,67×10 -8 W/(m 2 × K 2). Svar: 3.S=6,0 cm². a) våglängd som motsvarar den maximala spektrala strålningsdensiteten (λ max). b) den maximala energi som emitteras av en våg med en given längd per tidsenhet från en enhetsyta (rλ, t) med ökande temperatur hos den uppvärmda kroppen. 3. a) kommer att minska; b) kommer att öka. En uppvärmd kropp producerar värmestrålning över hela våglängdsområdet. Hur kommer det att förändras: a) våglängd som motsvarar den maximala spektrala strålningsdensiteten (λmax). b) den maximala energi som emitteras av en våg med en given längd per tidsenhet från en enhetsyta (rλ, t) när temperaturen på den uppvärmda kroppen minskar. Svar: 2. a) kommer att öka; b) kommer att minska. Ta reda på hur många gånger det är nödvändigt att minska den termodynamiska temperaturen hos en svart kropp så att dess energiska ljusstyrka Re minskar med 16 gånger? Svar: 1. 2. Hitta temperaturen T för ugnen om det är känt att strålningen från hålet i den med en area på S = 6,1 cm 2 har en effekt på N = 34,6 W. Strålningen bör anses vara nära strålningen från en absolut svart kropp (S=5,67×10 -8 W/(m 2 ×K 4)). Svar: 2. T=1000K. Hitta våglängden λm som motsvarar den maximala spektrala tätheten för energiluminositet om ljuskällan är spiralen av en elektrisk glödlampa (T=3000 K). Strålningen bör anses vara nära den från en svart kropp. (Vina konstant C1 =2,9∙10-3 m∙K). Svar: 2. λm=0,97 µm. Hitta våglängden λm som motsvarar den maximala spektrala tätheten för energiluminositet om ljuskällan är solens yta (T=6000 K). Strålningen bör anses vara nära strålningen från en absolut svart kropp (Wien konstant C 1 =2,9∙10 -3 m×K). Svar: 2. λm≈0,5 µm. Nedan är egenskaperna hos termisk strålning. Vilken kallas den spektrala luminositetstätheten? Svar: 3. Energi som emitteras per tidsenhet från en enhetsyta av en kropp i ett enhetsvåglängdsintervall, beroende på våglängd (frekvens) och temperatur. Bestäm hur många gånger det är nödvändigt att minska den termodynamiska temperaturen hos en svart kropp så att dess energiska ljusstyrka Re minskar med 39 gånger? 3. T 1 /T 2 =2.5. Bestäm hur och med hur många gånger strålningseffekten för en svart kropp kommer att förändras om våglängden som motsvarar maximum av dess spektrala ljustäthet skiftar från 720 nm till 400 nm. Svar: 3. 10.5. Bestäm kroppens temperatur vid vilken den, vid en omgivningstemperatur t = 27 0 C, avgav energi 8 gånger mer än den absorberade. Svar: 2. 504 K. En hålighet med en volym på 1 liter fylls med värmestrålning vid en temperatur T, vars entropi är ς =0,8 10-21 J/K Vad är T lika med? Svar: 1. 2000K. Vad är arean under strålningsenergifördelningskurvan? Svar: 3. Energiljusstyrka.	För att öka den energiska ljusstyrkan hos en absolut svart kropp med 16 gånger, är det nödvändigt att öka dess temperatur med λ gånger. Bestäm λ. Svar: 1. 2. För att öka den energiska ljusstyrkan hos en absolut svart kropp med 16 gånger, är det nödvändigt att minska dess temperatur med λ gånger. Bestäm λ. Svar: 3. 1/2. Beror den grå kroppens emissiva och absorberande förmågor på: a) strålningsfrekvenser. b) temperatur. c) Beror förhållandet mellan en kropps emissivitet och dess absorptionsförmåga på kroppens natur? Svar: 2.a) Ja; b) ja; c) nej. Den svärtade kulan kyls från temperaturen T 1 =300 K till T 2 =293 K. Hur mycket har våglängden λ, motsvarande den maximala spektrala tätheten för dess energiluminositet (konstant i Wiens första lag C 1 =2,9×10-3 mK) ändrats? Svar: 2. Δλ=0,23 µm. Vilken egenskap hos termisk strålning i SI mäts i W/m 2? 1. Energiljusstyrka. Vilka påståenden är sanna för helt svarta kroppar? 1 - alla absolut svarta kroppar vid en given temperatur har samma fördelning av strålningsenergi över våglängder. 3 - ljusstyrkan hos alla absolut svarta kroppar ändras lika med temperaturen. 5 - emissiviteten hos en helt svart kropp ökar med ökande temperatur. Svar: 1. 1, 3, 5. Vilken lag gäller inte vid infraröda våglängder? Svar: 3. Rayleigh-Jeans lag. Vilken av figurerna tar korrekt hänsyn till lagarna för termisk strålning (T 1 >T 2)? Svar:O:3. Hur mycket strålningskraft har solen? Solens strålning anses vara nära strålningen från en helt svart kropp. Solens yttemperatur T=5800K (R=6,96*108m – solens radie). Svar: 1. 3,9×1026 W. Vilken energiluminositet Re har en absolut svart kropp om den maximala spektraltätheten för dess energiluminositet faller vid våglängden l=484 nm. (Ci=2,9x10-3 mxK). Svar: 4. 73 mW/m 2 . Vilken energiluminositet Re har en absolut svart kropp om den maximala spektraltätheten för dess energiluminositet faller på våglängden λ=484 nm (Stefan-Boltzmann konstant σ=5,67×10 -8 W/(m 2 ×K 4), Wien konstant C1 =2,9×10-3 m×K)? Svar: 3. Re=73,5 mW/m 2 . En metallyta med arean S = 15 cm 2, uppvärmd till en temperatur på T = 3 kK, avger 100 kJ på en minut. Bestäm energin som emitteras av denna yta, förutsatt att den är svart. Svar: 3. 413 kJ. Vid vilken våglängd λ inträffar den maximala spektrala tätheten för energiluminositeten hos en absolut svart kropp, som har en temperatur lika med temperaturen t = 37 ° C för människokroppen, dvs T = 310 K? Wiens konstant c1=2,9×10 –3 m×K. Svar: 5.λm=9,3 µm. Vid vilken längd l är den maximala spektrala tätheten för energiluminositeten för en absolut svart kropp, som har en temperatur lika med t 0 = 37 ° C i människokroppen? Svar: 3. 9,35 mikron. Figuren visar fördelningskurvan för strålningsenergin för en absolut svart kropp vid en viss temperatur. Vad är arean under fördelningskurvan? Svar: 1. Re=89 mW/m 2 . Figuren visar beroendet (högpunkterna är olika i Ox) av den spektrala tätheten av ämnen (1, 2) av våglängden. Vad kan man säga om dessa ämnen och deras temperaturer? Svar: 7. Inga slutsatser kan dras om ämnen, T 1 > T 2. Bestäm den maximala hastigheten för fotoelektroner som skjuts ut från metallytan om fotoströmmen stannar när en retarderande spänning U 0 = 3,7 V appliceras. Svar: 5. 1,14 mm/s. Bestäm hur den energetiska ljusstyrkan kommer att förändras om den termodynamiska temperaturen hos en svart kropp ökas med 3 gånger? Svar: Öka med 81 gånger. Bestäm temperaturen T för solen, ta den som en absolut svart kropp, om det är känt att den maximala intensiteten för solens spektrum ligger i det gröna området λ=5×10 ‾5 cm. Svar: 1. T=6000K. Bestäm våglängden som motsvarar den maximala intensiteten i spektrumet av en absolut svart kropp vars temperatur är 106 K. Svar: 1.λ max =29Å. Bestäm hur många gånger strålningseffekten för en svart kropp kommer att öka om våglängden som motsvarar maximum av dess spektrala ljustäthet skiftar från 720 nm till 400 nm. Svar: 4. 10.5. Enligt vilken lag ändras förhållandet mellan emissiviteten rλ,T för ett givet ämne och absorptionsförmågan aλ,T? Svar: 2. konst. En hålighet med en volym på 1 liter är fylld med värmestrålning vid en temperatur av 2000K. Hitta värmekapaciteten för kaviteten C (J/K). Svar: 4. 2,4×10 -8 .
När man studerade stjärna A och stjärna B fastställdes förhållandet mellan de massor som förloras av dem per tidsenhet: DmA=2DmB och deras radier: RA=2,5RB. Den maximala strålningsenergin för stjärna B motsvarar våglängden lB=0,55 μm. Vilken våg motsvarar den maximala strålningsenergin för stjärna A? Svar: 1. lA=0,73 µm. När en svart kropp värms upp ändrades våglängden λ, som motsvarar den maximala spektrala tätheten för energiluminositet, från 690 till 500 nm. Hur många gånger förändrades kroppens energiska ljusstyrka? Svar: 4. 3,63 gånger. När det passerar genom plattan dämpas ljus med våglängd λ på grund av absorption med N 1 gånger och ljus med våglängd λ 2 med N 2 gånger. Bestäm absorptionskoefficienten för ljus med våglängden λ 2 om absorptionskoefficienten för λ 1 är lika med k 1 . 3.k 2 =k 1 ×lnN 2 /lnN 1 . Kroppens jämviktstemperatur är T. Arean av den utstrålande ytan är S, absorptionskapaciteten är a. Kraften som frigörs i kroppen ökade med P. Bestäm den nya jämviktstemperaturen T 1. T 1 = sqrt^4(T^4+ P/ som× psi). Om du antar att värmeförlusterna endast orsakas av strålning, bestäm hur mycket effekt som måste tillföras en kopparkula med diametern d=2 cm för att hålla dess temperatur vid t=17 ˚C vid en omgivningstemperatur på t 0 =- 13 ˚C. Ta koppars absorptionsförmåga lika med A=0,6. Svar: 2. 0,1 W. Om nickel anser att nickel är en svart kropp, bestäm vilken effekt som krävs för att hålla temperaturen på smält nickel 1453 0 C oförändrad om dess yta är 0,5 cm 2. Svar: 1. 25 W. Temperaturen på den inre ytan av en muffelugn med ett öppet hål med en diameter på 6 cm är 650 0 C. Om man antar att ugnshålet strålar ut som en svart kropp, bestäm vilken del av kraften som försvinner av väggarna om kraften som förbrukas av ugnen är 600 W. Svar: 1. h=0,806. Energiljusstyrka för en absolut svart kropp Re=3 × 10 4 W/m2. Bestäm våglängden λm som motsvarar den maximala emissiviteten för denna kropp Svar: 1. λm=3,4×10 -6 m. Energiljusstyrka för en absolut svart kropp ME = 3,0 W/cm 2 . Bestäm den våglängd som motsvarar den maximala emissiviteten för denna kropp (S=5,67×10 -8 W/m 2 K 4, b=2,9×10 -3 m×K). Svar: 1. lm=3,4 mikron. Energetisk ljusstyrka hos en blackbody ME. Bestäm den våglängd som motsvarar den maximala emissiviteten för denna kropp. 1. Lam= b× sqrt^4(psi/ M). Energiljusstyrka för en absolut svart kropp Re = 3 × 104 W/m 2. Bestäm våglängden λm som motsvarar den maximala emissiviteten för denna kropp Svar: 1. λm=3,4×10 -6 m När man studerade stjärna A och stjärna B fastställdes förhållandet mellan massorna de förlorar per tidsenhet: m A =2m B, och deras radier: RA =2,5 R B. Den maximala strålningsenergin för stjärna B motsvarar vågen  B =0,55 μm. Vilken våg motsvarar den maximala strålningsenergin för stjärna A? Svar: 1. A =0,73 µm. Tar solen (radien är 6,95 × 10 8 m) för en svart kropp och med hänsyn till att dess maximala spektrala ljustäthet motsvarar en våglängd på 500 nm, bestäm: a) energi som solen sänder ut i form av elektromagnetiska vågor under 10 minuter. b) den massa som solen förlorat under denna tid på grund av strålning. Svar: 2. a) 2,34×10 29 J; b) 2,6x10 12 kg. En silverkula (värmekapacitet – 230 J/gK, densitet – 10500 kg/m3) med en diameter d=1 cm placerades i ett evakuerat kärl, vars temperatur på väggarna hölls nära absolut noll. Starttemperaturen är T 0 =300 K. Om du antar att bollens yta är helt svart, ta reda på hur lång tid dess temperatur kommer att minska med n=2 gånger. Svar: 4. 1,7 timmar. Temperaturen (T) på ugnens innervägg med ett öppet hål med area (S = 50 cm 2) är lika med 1000 K. Om vi ​​antar att ugnshålet strålar ut som en svart kropp, ta reda på hur mycket effekt det är förloras av väggarna på grund av deras värmeledningsförmåga, om den effekt som förbrukas av ugnen är 1,2 kW? Svar: 2. 283 W. Temperaturen för en volframglödtråd i en 25-watts glödlampa är T=2450 K. Förhållandet mellan dess energiska ljusstyrka och den energiska ljusstyrkan hos en absolut svart kropp vid en given temperatur är k=0,3. Hitta arean S för spiralens strålningsyta. (Stefan–Boltzmann konstant σ=5,67×10 -8 W/(m 2 ×K 4)). Svar: 2.S=4×10 -5 m 2 . Temperaturen på den "blå" stjärnan är 30 000 K. Bestäm den integrerade strålningsintensiteten och den våglängd som motsvarar den maximala emissiviteten. Svar: 4. J=4,6×1010 W/m 2 ; λ=9,6x10 -8 m. Temperaturen T för en absolut svart kropp ändrades när den värmdes upp från 1000 till 3000 K. Hur mycket var våglängden λ, vilket motsvarar den maximala spektrala tätheten för energiluminositet (konstant i Wiens första lag C 1 = 2,9 × 10 -3 m × K), ändra? Svar: 1. Δλ=1,93 µm. Temperaturen T för en absolut svart kropp ändrades när den värmdes upp från 1000 till 3000 K. Hur många gånger ökade dess maximala spektrala ljustäthet rλ? Svar: 5. 243 gånger. Den svarta kroppen värmdes upp från en temperatur Τ=500K till en viss Τ 1, medan dess energiska ljusstyrka ökade 16 gånger. Vad är temperaturen T 1? Svar: 3. 1000 K.	En svart kropp värmdes upp från en temperatur Τо = 500 K till Τ 1 = 700 K. Hur förändrades våglängden som motsvarar den maximala spektrala tätheten för energiluminositet? Svar: 1. Minskad med 1,7 mikron. Silverkula (värmekapacitet – 230 J/g × K, densitet – 10500 kg/m 3) med diameter d=1 cm placerad i ett evakuerat kärl, vars väggars temperatur hålls nära absolut noll. Starttemperaturen är T 0 =300 K. Om du antar att bollens yta är helt svart, ta reda på hur lång tid dess temperatur kommer att minska med n=2 gånger. Svar: 5. 2 timmar. Den grå kroppen är... Svar: 2. en kropp vars absorptionsförmåga är densamma för alla frekvenser och endast beror på temperatur, material och yttillstånd. Om nickel anser att nickel är en svart kropp, bestäm vilken effekt som krävs för att hålla temperaturen på smält nickel 1453 0 C oförändrad om dess yta är 0,5 cm 2. Svar: 1. 25,2 W. Temperaturen för en av de två absolut svarta källorna T 1 = 2900 K. Hitta temperaturen för den andra källan T 2 om våglängden som motsvarar dess emissivitet är ∆λ = 0,40 μm större än den våglängd som motsvarar den maximala emissiviteten av den första källan. Svar: 1. 1219 K. Temperaturen på den inre ytan av muffelugnen med ett öppet hål med en yta på 30 cm 2 är 1,3 kK. Om man antar att ugnsöppningen utstrålar som en svart kropp, bestäm hur mycket av kraften som försvinner av väggarna om den effekt som ugnen förbrukar är 1,5 kW. Svar: 3. 0,676. Yttemperaturen på en absolut svart kropp är T = 2500 K, dess area är S = 10 cm 2. Vilken strålningseffekt P har denna yta (Stefan–Boltzmanns konstant σ=5,67 × 10 -8 W/(m 2 × Till 4))? Svar: 2. P=2,22 kW. Temperaturen T för en absolut svart kropp ändrades när den värmdes upp från 1000 till 3000 K. Hur många gånger ökade dess energiska ljusstyrka Re? Svar: 4. 81 gånger. Den svarta kroppen har en temperatur T 0 =2900 K. När den svalnar ändras våglängden som motsvarar den maximala spektrala tätheten för energetisk ljusstyrka med 10 mikron. Bestäm temperaturen T 1 till vilken kroppen har svalnat. Svar: 1. 264 K. Den svarta kroppen värmdes upp från temperatur Τ till Τ 1, medan dess energiska ljusstyrka ökade 16 gånger. Hitta förhållandet Τ 1 / Τ. Svar: 2. 2. Den svarta kroppen värmdes upp från temperatur T 1 =600 K till T 2 =2400 K. Bestäm hur många gånger dess energiska ljusstyrka ändrades. Svar: 4. Ökade med 256 gånger. Vad händer med den maximala emissiviteten för en svart kropp när temperaturen ökar? Svar: 3. Ökar i magnitud, skiftar till kortare våglängder. Ventil fotoeffekt... Svar: 3. består i förekomsten av foto-EMF på grund av den interna fotoelektriska effekten nära kontaktytan av en metall - ledare eller halvledare med en p-n-övergång. Ventilens fotoelektriska effekt är... Svar: 1. förekomsten av EMF (foto-EMF) vid belysning av kontakten mellan två olika halvledare eller en halvledare och en metall (i avsaknad av ett externt elektriskt fält). Extern fotoeffekt... Svar: 1. innebär avlägsnande av elektroner från ytan av fasta och flytande ämnen under påverkan av ljus. Intern fotoeffekt... Svar: 2. består av att avlägsna elektroner från ytan av fasta och flytande ämnen under påverkan av ljus. Vilken är den maximala kinetiska energin för fotoelektroner när man belyser en metall med arbetsfunktion A=2 eV med ljus med en våglängd λ=6,2×10 -7 m? Svar: 10 eV. Verkningsgraden för en 100-watts elektrisk lampa i området med synligt ljus är η=1%. Uppskatta antalet fotoner som emitteras per sekund. Antag att den emitterade våglängden är 500 nm. Svar: 2. 2,5×10 18 ph/s. Röd gräns för den fotoelektriska effekten för viss metall λ 0. Vad är den kinetiska energin för fotoelektroner när denna metall belyses med ljus med våglängden λ (λ<λ 0). Постоянная Планка h, скорость света C. Svar: 3.h× C×(λ 0 - λ )/ λλ 0 . Den röda gränsen för den fotoelektriska effekten för viss metall är  max =275 nm. Vilken är minimienergin för en foton som orsakar den fotoelektriska effekten? Svar: 1. 4,5 eV. Figuren visar ström-spänningsegenskaperna för två fotokatoder belysta av samma ljuskälla. Vilken fotokatod har en högre arbetsfunktion? Svar: 2>1. Figuren visar ström-spänningskarakteristiken för en fotocell. Bestäm antalet N fotoelektroner som lämnar katodytan per tidsenhet. Svar: 4. 3,75×10 9 .	Den interna fotoelektriska effekten är... Svar: 2. övergångar av elektroner inuti en halvledare eller dielektrikum orsakade av elektromagnetisk strålning från bundna tillstånd till fria utan att flyga ut. Vid vilken fotoelektrisk effekt ökar koncentrationen av fria strömbärare under påverkan av infallande ljus? Svar: 2. Internt. I Stoletovs experiment bestrålades en laddad negativ zinkplatta med ljus från en voltaisk båge. Till vilken maximal potential kommer en zinkplatta att laddas när den bestrålas med monokromatiskt ljus med en våglängd på  = 324 nm, om arbetsfunktionen för elektroner från zinkytan är lika med Aout = 3,74 eV? Svar: 2. 1,71 V. De elektroner som slås ut av ljus under den fotoelektriska effekten när fotokatoden bestrålas med synligt ljus är helt fördröjda av backspänningen U=1,2 V. Våglängden för det infallande ljuset är λ=400 nm. Bestäm den röda gränsen för den fotoelektriska effekten. 4. 652 nm. Välj rätt påståenden: 1. Elektroner stöts ut från metallen om frekvensen av ljuset som faller på metallen är mindre än en viss frekvens ν gr. 2. Elektroner stöts ut från metallen om frekvensen av ljus som infaller på metallen är större än en viss frekvens ν gr. 3. Elektroner stöts ut från metallen om våglängden för ljus som infaller på metallen är större än en viss våglängd λ gr. 4. λ gr – våglängd, som är konstant för varje metall. 5. ν gr – frekvensen är olika för varje ämne: 6. Elektroner stöts ut från metallen om våglängden för ljus som infaller på metallen är mindre än en viss våglängd λ gr. Svar: b) 2, 5. Hållspänningen för en platinaplatta (arbetsfunktion 6,3 eV) är 3,7 V. Under samma förhållanden för en annan platta är hållspänningen 5,3 V. Bestäm arbetsfunktionen för elektroner från denna platta. Svar: 1. 4,7 eV. Det är känt att våglängden för ljus som infaller på en metall kan bestämmas med formeln. Bestäm den fysiska betydelsen av koefficienterna a, b, c. Svar: 4.a– Plancks konstant,b– arbetsfunktion,c– ljusets hastighet i vakuum. Hur kommer fotoströmmens beroende av spänningen mellan fotokatoden och gallret att förändras om antalet fotoner som träffar fotokatoden per tidsenhet minskar med hälften och våglängden ökar med 2 gånger. Relatera till grafen. Svar: 1. Kalium belyses med monokromatiskt ljus med en våglängd på 400 nm. Bestäm den minsta fördröjningsspänningen vid vilken fotoströmmen stannar. Arbetsfunktionen för elektroner från kalium är 2,2 eV. Svar: 3. 0,91 V. Vilken är den maximala kinetiska energin för fotoelektroner när man belyser en metall med arbetsfunktion A = 2 eV med ljus med en våglängd λ = 550 nm? Svar: 1. 0,4 eV. Den röda gränsen för den fotoelektriska effekten för metall () är 577 nm. Hitta den minsta fotonenergin (E min) som orsakar den fotoelektriska effekten Svar: 1. 2.15 eV. Den röda gränsen för den fotoelektriska effekten för en metall () är 550 nm. Hitta den minsta fotonenergin (E min) som orsakar den fotoelektriska effekten. Svar: 1. 2,24 eV. Maximal initial hastighet (maximal initial kinetisk energi) för fotoelektroner... Svar: 2. beror inte på intensiteten av det infallande ljuset. Det finns ett avstånd S mellan fotokatoden och anoden och en sådan potentialskillnad appliceras att de snabbaste fotoelektronerna bara kan flyga halva S. Vilket avstånd flyger de om avståndet mellan elektronerna halveras under samma potentialskillnad? Svar:S/4. Den längsta ljusvåglängden vid vilken den fotoelektriska effekten uppträder för volfram är 275 nm. Hitta den högsta hastigheten för elektroner som skjuts ut från volfram av ljus med en våglängd på 250 nm. Svar: 2. 4×10 5 . Ta reda på till vilken potential en ensam metallkula med arbetsfunktion A=4 eV kommer att laddas när den bestrålas med ljus med en våglängd λ=3×10 -7 m. Svar: 1. 0,14 V. Ta reda på till vilken potential en ensam metallkula med arbetsfunktion A=4 eV kommer att laddas när den bestrålas med ljus med en våglängd λ=3×10 -7. Svar: 2. 8,5×10 15 . Hitta våglängden för strålning vars fotonmassa är lika med elektronens vilomassa. Svar: 3. 14.43. Hitta den spänning vid vilken röntgenröret skulle fungera så att den minsta strålningsvågen var lika med 0,5 nm. Svar: 2. 24,8 kV. Hitta frekvensen ν för ljus som sliter ut elektroner ur metallen, som är helt fördröjda av potentialskillnaden Δφ = 3 V. Gränsfrekvensen för den fotoelektriska effekten är ν 0 = 6 × 10 14 Hz. Svar: 1. ν =13,2×10 14 Hz Monokromatiskt ljus (λ=0,413 μm) faller på en metallplatta. Flödet av fotoelektroner som emitteras från metallytan är helt fördröjt när potentialskillnaden för det bromsande elektriska fältet når U = 1 V. Bestäm arbetsfunktionen. Svar: 2.A=3,2×10 -19 J. Varje sekund faller 10 19 fotoner av monokromatiskt ljus med en effekt på 5 W på metallytan. För att stoppa emissionen av elektroner måste en retarderande potentialskillnad på 2 V. Bestäm elektronarbetsfunktionen (i eV). Svar: 1. 1.125.
Varje sekund faller 10 19 fotoner av monokromatiskt ljus med en effekt på 6,7 W på metallytan. För att stoppa emissionen av elektroner måste du tillämpa en begränsningspotentialskillnad på 1,7 V. Bestäm: a) elektronarbetsfunktion b) maximal hastighet för fotoelektroner. Svar: 1. a) 2,5 eV; b) 7,7x10 5 Fröken. Monokromatiskt ljus med en våglängd på λ=310 nm infaller på litiumytan. För att stoppa fotoströmmen är det nödvändigt att applicera en retarderande potentialskillnad U3 på minst 1,7 V. Bestäm arbetsfunktionen för elektroner från litium. Svar: 2. 2.31 eV. Figur 1 visar ström-spänningsegenskaperna för en fotocell när den belyses med monokromatiskt ljus från två källor med frekvenserna V 1 (kurva 1) och V 2 (kurva 2). Jämför storleken på ljusflödena, anta att sannolikheten för att elektroner slås ut inte beror på frekvensen. Svar: 2. F 1 <Ф 2 . Figur 1 visar ström-spänningsegenskaperna för en fotocell när den belyses med monokromatiskt ljus från två källor med frekvenserna V 1 (kurva 1) och V 2 (kurva 2). Jämför frekvenserna V 1 och V 2. Alternativ: Svar: 1.V 1 > V 2 . Figuren visar ström-spänningsegenskaperna för en fotocell. Vilka påståenden är sanna? ν är frekvensen av det infallande ljuset, Ф är intensiteten. Svar: 1. ν 1 >ν 2 , F 1 =F 2 . Figuren visar beroendet av den retarderande potentialskillnaden Uз på frekvensen av infallande ljus ν för vissa material (1, 2). Hur jämförs arbetsfunktionerna A ut för dessa material? Svar: 2. A 2 >A 1 . Figuren visar ström-spänningsegenskaperna för en fotocell när den belyses med monokromatiskt ljus från två källor med frekvenserna v  och  v 2. Jämför frekvenserna v  och  v 2 . Svar: 2.v  > v 2 . Figuren visar ström-spänningskarakteristiken för den fotoelektriska effekten. Bestäm vilken kurva som motsvarar hög belysning (Ee) av katoden, med samma ljusfrekvens. Svar: 1. Kurva 1. Figuren visar ström-spänningskarakteristiken för den fotoelektriska effekten. Bestäm vilken kurva som motsvarar den högre frekvensen av ljus, givet samma belysning av katoden. Svar: 3. Frekvenserna är lika. Figuren visar ström-spänningsegenskaperna för en fotocell när den belyses med monokromatiskt ljus från två källor med frekvenserna v  och  v 2. Svar: 2.v  > v 2. Arbetsfunktionen för en elektron som lämnar ytan på en metall är A1=1 eV, och från den andra är A2=2 eV. Kommer en fotoelektrisk effekt att observeras i dessa metaller om energin hos fotonerna från den strålning som infaller på dem är 4,8×10 -19 J? Svar: 3. Kommer att vara för båda metallerna. Arbetsfunktionen för en elektron som lämnar ytan på en metall är A1=1 eV, och från den andra är A2=2 eV. Kommer en fotoelektrisk effekt att observeras i dessa metaller om energin hos fotonerna av den strålning som infaller på dem är 2,8×10 -19 J? Svar: 1. Endast för metall med utgångsfunktion A1. Arbetsfunktionen för en elektron från cesiumytan är lika med A ut = 1,89 eV. Med vilken maximal hastighet v flyger elektroner ut ur cesium om metallen belyses med gult ljus med en våglängd =589 nm? Svar: 4. ν=2,72×10 5 Fröken. Arbetsfunktionen för en elektron som lämnar ytan på en metall är A1=1 eV, och från den andra är A2=2 eV. Kommer den fotoelektriska effekten att observeras i dessa metaller om energin hos fotonerna i det ljus som infaller på dem är 4,8×10 -19 J? Svar: 4. Nej, för båda metallerna. Dimensionen i SI-systemet för uttrycket h×k, där h är Plancks konstant, k är vågtalet, är: Svar: 5. kg×m/s. Ett röntgenrör som arbetar under en spänning på U=50 kV och förbrukar en ström av styrka I avger fotoner med en medelvåglängd λ på en tid tN. Bestäm effektivitetsfaktorn η. Svar:Nhc/ IUtλ. Hur många fotoner faller i 1 ljus i en persons öga, om ögat uppfattar ljus med en våglängd på 1 mikron vid en ljusflödeseffekt på 4 × 10 -17 W? Svar: 1,201. Hur många fotoner innehåller E=10 7 J av strålning med en våglängd =1 μm? Svar: 5,04×10 11 . Figur 1 visar ström-spänningsegenskaperna för en fotocell när den belyses med monokromatiskt ljus från två källor med frekvenserna n 1 (kurva 1) och n 2 (kurva 2). Jämför frekvenserna n 1 och n 2. Svar: 1. n 1 >n 2 . Bestäm arbetsfunktionen. Svar: 2. A=3,2×10 -19 J. Bestäm arbetsfunktionen A för elektroner från natrium om den röda gränsen för den fotoelektriska effekten är lp = 500 nm (h = 6,62 × 10 -34 J × s, c = 3 × 108 m / s). Svar: 1. 2,49 eV. Bestäm den maximala hastigheten Vmax för fotoelektroner som skjuts ut från silverytan genom ultraviolett strålning med våglängden l=0,155 μm. på jobbet funktion för silver A=4,7 eV. Svar: 1,1,08 mm/s. Bestäm våglängden för den "röda gränsen" för den fotoelektriska effekten för aluminium. Arbetsfunktion A ut =3,74 Ev. Svar: 2. 3,32×10 -7 . Bestäm den röda gränsen Lam för den fotoelektriska effekten för cesium om, när dess yta bestrålas med violett ljus med våglängden λ=400 nm, den maximala hastigheten för fotoelektroner är 0,65 pulser/s (h=6,626×10 -34 J×s) . Svar: 640nm.	Bestäm den "röda gränsen" för den fotoelektriska effekten för silver om arbetsfunktionen är 4,74 eV. Svar: 2.λ 0 =2,64×10 -7 m. Bestäm den maximala hastigheten för fotoelektroner om fotoströmmen omvandlas vid en retarderande potentialskillnad på 1 V (elektronladdning 1,6 × 10 -19 C, elektronmassa 9,1 × 10 -31 kg). Svar: 1. 0,6×10 6 Fröken. Bestäm beroendeordning a) mättnadsström b) antalet fotoelektroner som lämnar katoden per tidsenhet med den fotoelektriska effekten från katodens energibelysning. Svar: 3. a) 1; b) 1. Fotokatoden belyses av olika monokromatiska ljuskällor. Fotoströmmens beroende av spänningen mellan katoden och anoden med en ljuskälla visas av kurva 1 och med en annan av kurva 2 (fig. 1). Hur skiljer sig ljuskällor från varandra? Svar: 2. Den första ljuskällan har en högre strålningsfrekvens än den andra. Fotoner med energi E=5 eV drar fotoelektroner ur metallen med arbetsfunktion A=4,7 eV. Bestäm den maximala rörelsemängden som överförs till ytan av denna metall när en elektron emitteras. Svar: 4. 2,96×10 -25 kg×m/s. Fotoelektroner som skjuts ut från metallens yta fördröjs helt när en omvänd spänning U = 3 V. Den fotoelektriska effekten för denna metall börjar vid frekvensen av infallande monokromatiskt ljus ν = 6 × 10 14 s -1 . Bestäm arbetsfunktionen för elektroner från denna metall. Svar: 2. 2.48 eV. Fotoelektroner som skjuts ut från metallytan är helt fördröjda vid U® = 3 V. Den fotoelektriska effekten för denna metall börjar vid en frekvens n 0 = 6 × 10 14 s -1. Bestäm frekvensen för det infallande ljuset. Svar: 1. 1,32×10 15 Med -1 . a) a=h/A ut; c=m/2h. b) a=h/A ut; c=2h/m. c) a=A ut/h; c=2h/m. d) det finns inget korrekt svar. Svar: d) det finns inget rätt svar. a) a=h/A ut; c=m/2h. b) a=h/A ut; c=2h/m. c) a=A ut/h; c=m/2h. d) a=A ut/h; c=2h/m. Svar: c)a= A ut / h; c= m/2 h. Bestäm hur många fotoner som faller under 1 minut på 1 cm 2 av jordens yta, vinkelrätt mot solens strålar, om den genomsnittliga våglängden för solljus  av = 550 nm, solkonstant  = 2 cal/(cm 2 min). Svar: 3.n=2,3×10 19 . Bestäm hastigheten för fotoelektroner som skjuts ut från silverytan av ultravioletta strålar (λ = 0,15 μm, m e = 9,1 × 10 -31 kg). Svar: 3. 1,1×10 6 Fröken. Vilka kvantiteter beror den "röda gränsen" för den n 0 fotoelektriska effekten på? Svar: 1. Om ämnets kemiska natur och tillståndet på dess yta. En cesiumplatta belyses med ljus med en våglängd på =730 nm. Den maximala hastigheten för elektronemission är v=2,5×10 5 m/s. En polarisator installerades i ljusstrålens väg. Polarisationsgrad P=0,16. Vad blir den maximala hastigheten för elektronemission om arbetsfunktionen för cesium Aout = 1,89 eV? Svar: 4. ν 1 =2,5x10 5 Fröken. Plancks konstant h har dimension. Svar: 5. J×s. Det är allmänt accepterat att det under fotosyntes krävs cirka 9 fotoner för att omvandla en molekyl koldioxid till kolväten och syre. Låt oss anta att våglängden som infaller på anläggningen är 670 nm. Vilken effektivitet har fotosyntesen? Observera att den omvända kemiska reaktionen kräver 29 %. 2. 29%. När en metall byts ut mot en annan minskar våglängden som motsvarar den "röda gränsen". Vad kan du säga om dessa två metallers arbetsfunktion? Svar: 2. Den andra metallen har mer. Det är allmänt accepterat att det under fotosyntes krävs cirka 9 fotoner för att omvandla en molekyl koldioxid till kolväten och syre. Låt oss anta att våglängden för ljus som faller på växten är 670 nm. Vilken effektivitet har fotosyntesen? Observera att den omvända kemiska reaktionen frigör 4,9 eV. Svar: 2. 29%. Vad är våglängden för den röda kanten av den fotoelektriska effekten för zink? Arbetsfunktion för zink A=3,74 eV (Planckkonstant h=6,6 × 10 -34 J × Med; elektronladdning e=1,6 × 10-19°C). 3. 3,3×10 -7 m. Vilken är den maximala hastigheten för en elektron som skjuts ut från natriumytan (arbetsfunktion – 2,28 eV) av ljus med en våglängd på 550 nm? Svar: 5. Det finns inget rätt svar. Vilken är den maximala hastigheten för en elektron som skjuts ut från natriumytan (arbetsfunktion – 2,28 eV) av ljus med en våglängd på 480 nm? Svar: 3. 3×105 m/s. En elektron accelererad av ett elektriskt fält fick en hastighet med vilken dess massa blev lika med två gånger dess vilomassa. Hitta potentialskillnaden som passerar av elektronen. Svar: 5. 0,51 mV. Energin hos en foton av monokromatiskt ljus med våglängden λ är lika med: Svar: 1.hc/λ.	Är följande påståenden sanna: a) spridning uppstår när en foton interagerar med en fri elektron, och den fotoelektriska effekten uppstår när den interagerar med bundna elektroner; b) absorption av en foton av en fri elektron är omöjlig, eftersom denna process är i konflikt med lagarna för bevarande av rörelsemängd och energi. 3. a) ja b) ja I vilket fall observeras den omvända Compton-effekten, associerad med en minskning av våglängden som ett resultat av ljusspridning av ett ämne? 2. När en foton interagerar med relativistiska elektroner Som ett resultat av Compton-effekten spreds en foton som kolliderade med en elektron genom en vinkel q = 900. Energin e’ för den spridda fotonen är 0,4 MeV. Bestäm fotonenergin (e) före spridning. 1.1.85 MeV Som ett resultat av Compton-spridning flög fotonen i ett fall i en vinkel mot den ursprungliga riktningen för den infallande fotonen, och i det andra - i en vinkel. I vilket fall är strålningens våglängd efter spridning större och i vilket fall får elektronen som deltar i interaktionen större energi? 4. 2 , 2 Som ett resultat av Compton-effekten spreds en foton som kolliderade med en elektron genom en vinkel =90 0 . Energin hos den spridda fotonen E’=6,4*10^-14 J. Bestäm energin E för fotonen innan spridningen. (s=3*10^8m/s, m ​​e =9,1*10^-31kg). 2. 1,8*10^-18J Vad är skillnaden mellan arten av interaktionen mellan en foton och en elektron under den fotoelektriska effekten (PE) och Compton-effekten (EC)? 2. FE: en foton interagerar med en bunden elektron och den absorberas EC: en foton interagerar med en fri elektron och den sprids För vilka våglängder märks Compton-effekten? 1. Röntgenvågor För vilka våglängder märks Compton-effekten? Compton-effekten är märkbar för röntgenspektrumet vid våglängder ~10 -12 m. 1 - intensiv för ämnen med låg atomvikt. 4 - svag för ämnen med hög atomvikt. 2) 1,4 Vilken av följande lagar reglerar Compton-spridning? 1 - vid samma spridningsvinklar är förändringen i våglängd densamma för alla spridningsämnen. 4. Förändringen i våglängd under spridning ökar med ökande spridningsvinkel 2) 1,4 Vad var våglängden för röntgenstrålning om, under Compton-spridning av denna strålning med grafit i en vinkel på 60º, våglängden för den spridda strålningen visade sig vara lika med 2,54∙10-11 m. 4. 2,48∙10-11 m Vad var våglängden l0 för röntgenstrålning om, under Compton-spridning av denna strålning med grafit vid en vinkel j=600, våglängden för den spridda strålningen visade sig vara lika med l=25,4 pm 4. l0= 24,2*10-12m Vilket av följande uttryck är formeln som erhålls experimentellt av Compton (q är spridningsvinkeln)? 1.∆l= 2h*(sinQ/2)^2/ m* c Vad var våglängden för röntgenstrålning, om när denna strålning sprids av något ämne i en vinkel av 60°, är våglängden för de spridda röntgenstrålarna λ1 = 4*10-11 m 4. X = 2,76 * 10-11 m Vilken energi måste en foton ha för att dess massa ska vara lika med elektronens vilomassa? 4.8.19*10-14 J Compton-elektronen kastades ut i en vinkel av 30°. Hitta förändringen i våglängden för en foton med energi 0,2 MeV när den sprids av en fri elektron i vila. 16.3.0 pm Compton upptäckte att den optiska skillnaden mellan våglängden för spridd och infallande strålning beror på: 3. Strålvinkel Comptons våglängd (när en foton sprids av elektroner) är lika med: 1. h/ m* c Kan en fri elektron absorbera en foton? 2. nej Hitta rekylelektronens kinetiska energi om en foton med våglängden λ=4pm spreds i en vinkel på 90 0 av en fri elektron i vila. 5) 3.1*10 5 eV. Hitta förändringen i frekvensen för en foton spridd av en elektron i vila. h- konstant stapel; m 0 är resten av elektronen; c-ljushastighet; ν - fotonfrekvens; ν′ är frekvensen för den spridda fotonen; φ - spridningsvinkel; 2) ∆ν= h * ν * ν '*(1- cosφ ) / ( m 0 * c 2 ); Figur 3 visar vektordiagrammet för Compton-spridning. Vilken vektor representerar rörelsemängden för den spridda fotonen? 1) 1 Figur 3 visar vektordiagrammet för Compton-spridning. Vilken vektor representerar rekylelektronens rörelsemängd? 2) 2 2. 2,5*10^8m/s
Figuren visar beroendet av intensiteten hos primär och sekundär strålning på ljusets våglängd när ljus sprids på vissa ämnen. Vad kan man säga om atomvikterna (A 1 och A 2) för dessa ämnen (1, 2)? λ är våglängden för den primära strålningen, λ / är våglängden för den sekundära strålningen. 1) A 1 < A 2 Bestäm den maximala förändringen i våglängd när ljus sprids av protoner. 2) ∆λ=2,64*10 -5 Ǻ; På vilka partiklar kan Compton-effekten observeras? 1 - Fria elektroner 2 – Protoner 3 – Tunga atomer 4 – Neutroner 5 - Positiva metalljoner 3) 1, 2, 3 Ett riktat monokromatiskt ljusflöde Ф faller i en vinkel a = 30° på absolut svarta (A) och spegel (B) plattor (fig. 4) Jämför ljustrycket pa och pb på plattorna A respektive B om plattorna är fasta 3.pa Figur 2 visar vektordiagrammet för Compton-spridning. Spridningsvinkel φ=π/2. Vilken vektor motsvarar rörelsemängden för den spridda fotonen? 3. φ=180 O Figur 2 visar vektordiagrammet för Compton-spridning. Vid vilken vinkel för fotonspridning är förändringen i deras våglängd ∆λ maximal? 3 . φ=180 O Bestäm den maximala hastigheten för elektroner som flyr från metallen under påverkan av γ-strålning med våglängd λ=0,030A. 2. 2,5*10^8m/s Bestäm våglängden λ för röntgenstrålning om, under Compton-spridning av denna strålning vid en vinkel Θ = 60°, våglängden för den spridda strålningen λ 1 visade sig vara lika med 57 pm. 5) λ = 55,8 * 10 -11 m Upptäckten av Compton-effekten visade att... b) en foton kan uppträda samtidigt som en partikel och som en våg e) när en elektron och en foton interagerar minskar fotonenergin2) b, d Ljusstrålar spridda på partiklar av materia passerade genom en uppsamlingslins och producerade ett interferensmönster. Vad betyder det här? 5. Bindningsenergin för elektroner i materiens atomer är större än energin hos en foton Röntgenstrålar (λ = 5 pm) sprids av vaxet. Hitta längden λ 1 av röntgenvågen spridd i en vinkel på 145° (Λ är Comptons våglängd). 3) X 1 = 4,65 * 10 -11 m Röntgenstrålar med en våglängd på 0,2Ǻ (2,0 * 10 -11 m) upplever Compton-spridning i en vinkel på 90º. Hitta rekylelektronens kinetiska energi. 2)6,6*10 3 eV; Röntgenstrålar med en våglängd  0 =70,8 pm upplever Compton-spridning på paraffin. Hitta våglängden λ för röntgenstrålar spridda i riktningen =/2( c =2.22pm).64.4 pm 4. 73,22rm Röntgenstrålar med en våglängd λ 0 = 7,08*10 -11 m upplever Compton-spridning på paraffin. Hitta våglängden för röntgenstrålar spridda i en vinkel på 180º. 3)7,57*10 -11 m; Röntgenstrålar med en våglängd l0 = 70,8 pm upplever Compton-spridning på paraffin. Hitta våglängden l för röntgenstrålar spridda i riktningen j=p/2 (mel=9,1*10-31kg). 3.73.22*10-12m Röntgenstrålar med en våglängd l0 = 70,8 pm upplever Compton-spridning på paraffin. Hitta våglängden l för röntgenstrålar spridda i riktningen j=p(mel=9,1*10-31kg). 2.75,6 *10-12m Röntgenstrålning med våglängd l=55,8 pm sprids av en grafitplatta (Compton-effekt). Bestäm våglängden l' för ljus spritt i en vinkel q = 600 mot den infallande ljusstrålens riktning 1. 57rm En foton med en energi på 1,00 MeV spreds av en fri elektron i vila. Hitta rekylelektronens kinetiska energi om frekvensen för den spridda fotonen ändras med en faktor 1,25. 2) 0,2 MeV Energin för den infallande fotonen är hυ=0,1 MeV, den maximala kinetiska energin för rekylelektronen är 83 KeV. Bestäm längden på den primära vågen. 3) X=10 -12 m; En foton med energi e=0,12 MeV spreds av en initialt i vila fri elektron. Det är känt att våglängden för den spridda fotonen ändrades med 10 %. Bestäm rekylelektronens (T) kinetiska energi. 1. 20 keV En foton med energin e = 0,75 MeV spreds på en fri elektron i en vinkel q = 600. Om man antar att elektronens kinetiska energi och rörelsemängd före kollisionen med fotonen var försumbart små, bestäm energin e för den spridda fotonen. 1. 0,43 MeV En foton med energi E=1,025 MeV spreds av en initialt vilande fri elektron. Bestäm fotonspridningsvinkeln om våglängden för den spridda fotonen visar sig vara lika med Comptons våglängd λk = 2,43 pm. 3. 60 ˚ En foton med energi j=1,025 MeV spreds av en fri elektron i vila. Våglängden för den spridda fotonen visade sig vara lika med Compton-våglängden lK = 2,43 pm. Hitta spridningsvinkeln q. 5. 600 En foton med energi j=0,25 MeV spreds av en fri elektron i vila. Bestäm rekylelektronens kinetiska energi om våglängden för den spridda fotonen ändras med 20 %. 1. =41,7 keV	En smal stråle av monokromatisk röntgenstrålning faller på ett spridande ämne. Våglängderna för strålning som sprids vid vinklarna q1=600 och q2=1200 skiljer sig med en faktor 1,5. Bestäm våglängden för den infallande strålningen om spridning sker på fria elektroner. 3. 15.64 En smal stråle av monokromatisk röntgenstrålning faller på ett spridande ämne. Det visar sig att våglängderna för strålning spridd i vinklarna θ1=60˚ och θ2=120˚ skiljer sig med en faktor 1,5. Bestäm våglängden för den infallande strålningen, förutsatt att spridning sker av fria elektroner. 15.3.64 Fotonen spreds i en vinkel θ=120˚ på en initialt i vila fri elektron. Bestäm fotonenergin om energin för den spridda fotonen är 0,144 MeV. 2) hν =250 KeV; 2) W= hc TILL /  ( +  TILL ) En foton med våglängd  upplevde Compton vinkelrät spridning från en fri elektron i vila. Comptonvåglängd  K. Hitta energin för rekylelektronen. 4) sid= h* sqrt((1/  )2+(1/( +  TILL ))2) En foton med våglängden λ = 6 pm spreds i rät vinkel av en fri elektron i vila. Hitta våglängden för den spridda fotonen. 2) 20.4 En foton med en våglängd λ = 5 pm upplevde Compton-spridning i en vinkel υ = 90 0 på en initialt vilande fri elektron. Bestäm förändringen i våglängd under spridning. 1) 14.43 En foton med en våglängd λ = 5 pm upplevde Compton-spridning i en vinkel Θ = 60°. Bestäm förändringen i våglängd under spridning (Λ är Compton-våglängden). 2) Δλ=Λ/2 En foton med en våglängd λ = 5 pm upplevde Compton-spridning i en vinkel υ = 90 0 på en initialt vilande fri elektron. Bestäm rekylelektronens energi. 3) 81 keV En foton med en våglängd λ = 5 pm upplevde Compton-spridning i en vinkel υ = 90 0 på en initialt vilande fri elektron. Bestäm rörelsemängden för rekylelektronen. 4) 1,6 *10 -22 kg*m/s Fotonen, efter att ha upplevt en kollision med en fri elektron, spreds i en vinkel på 180º. Hitta Compton-förskjutningen av våglängden för den spridda fotonen (i pm): 3. 4.852 En foton med en våglängd på 100 pm spreds i en vinkel på 180º av en fri elektron. Hitta rekylens kinetiska energi (i eV): 4. 580 En foton med en våglängd på 8 pm spreds i rät vinkel av en fri elektron i vila. Hitta rekylens kinetiska energi (i keV): 2. 155 En foton med en våglängd λ = 5 pm upplevde Compton-spridning i en vinkel Θ = 60° Bestäm förändringen i våglängd under spridning. Λ - Compton våglängd 2. Δλ = ½*Λ En foton med momentum p=1,02 MeV/c, c – ljusets hastighet, spreds i en vinkel på 120º av en fri elektron i vila. Hur fotonens rörelsemängd förändras som ett resultat av spridning. 4. kommer att minska med 0,765 MeV/s En foton med energi hν=250 KeV spreds i en vinkel θ=120˚ på en initialt vilande fri elektron. Bestäm energin för den spridda fotonen. 3) 0,144 MeV En foton med energi =1,025 MeV spreds av en fri elektron i vila. Våglängden för den spridda fotonen visade sig vara lika med Comptons våglängd K = 2,43 pm. Hitta spridningsvinkeln . 5) 60 0 En foton med energi =0,25 MeV spreds av en fri elektron i vila. Bestäm den kinetiska energin för rekylelektronen T e om våglängden för den spridda fotonen har ändrats med 20 %. 1) T e =41,7 keV En foton med energi E=6,4*10 -34 J spreds i en vinkel =90 0 på en fri elektron. Bestäm energin E’ för den spridda fotonen och den kinematiska energin T för rekylelektronen (h=6,626*10 -34 J*s,  s =2,426 pm, s=3*10 8 m/s). 5. det finns inget rätt svar En foton med energin E=4*10 -14 J spreds av en fri elektron. Energi E=3,2*10 -14 J. Bestäm spridningsvinkeln . (h=6,626*10 -34 J*s,  s =2,426 pm, s=3*10 8 m/s) . 4. 3,2* 10 -14 Compton-effekten kallas... 1. Elastisk spridning av kortvågig elektromagnetisk strålning på fria elektroner av ett ämne, åtföljd av en ökning av våglängden

Polarisering

1) Magnetisk rotation av polarisationsplanet bestäms av följande formel. 4

2) Bestäm tjockleken på kvartsplattan för vilken rotationsvinkeln för polarisationsplanet är 180. Den specifika rotationen i kvarts för en given våglängd är 0,52 rad/mm. 3

3) Planpolariserat ljus, vars våglängd i vakuum är 600 nm, infaller på en platta av isländsk spar, vinkelrätt mot dess optiska axel. Brytningsindexen för vanliga och extraordinära strålar är 1,66 respektive 1,49. Bestäm våglängden för en vanlig stråle i en kristall. 3

4) Ett visst ämne placerades i det longitudinella magnetfältet på en solenoid placerad mellan två polarisatorer. Längden på röret med ämnet är l. Hitta Verdet-konstanten om, vid fältstyrka H, ​​rotationsvinkeln för polarisationsplanet för en riktning av fältet och för den motsatta riktningen av fältet. 4

5) Monokromatiskt planpolariserat ljus med cirkulär frekvens passerar genom ett ämne längs ett homogent magnetfält med intensitet H. Hitta skillnaden i brytningsindex för de höger- och vänsterhänta cirkulärt polariserade komponenterna i ljusstrålen om Verdet-konstanten är lika med V. 1

6) Hitta vinkeln mellan polarisatorns och analysatorns huvudplan om intensiteten av naturligt ljus som passerar genom polarisatorn och analysatorn minskar med 4 gånger. 45

7) Linjärt polariserat ljus med intensitet I0 infaller på analysatorn, vars vektor E0 bildar en vinkel på 30 med transmissionsplanet. Vilken del av det infallande ljuset sänder analysatorn? 0,75

8) Om du passerar naturligt ljus genom två polarisatorer, vars huvudplan bildar en vinkel, så är intensiteten för detta ljus I=1/2 *Iest*cos^2(a). Vilken intensitet har det planpolariserade ljuset som kommer ut från den första polarisatorn? 1

9) Naturligt ljus passerar genom två polarisatorer, vars huvudplan bildar en vinkel a med varandra. Vilken intensitet har det planpolariserade ljuset som kommer ut från den andra polarisatorn? 4

10) Vinkeln mellan polarisatorns och analysatorns huvudplan är 60. Bestäm förändringen i ljusintensiteten som passerar genom dem om vinkeln mellan huvudplanen blir 45. 2

11) En stråle av naturligt ljus faller på ett system med 6 polarisatorer, vars transmissionsplan roteras i en vinkel på 30 i förhållande till transmissionsplanet för den föregående polarisatorn. Vilken del av ljusflödet passerar genom detta system? 12

12) En kvartsplatta 2 mm tjock, skuren vinkelrätt mot kristallens optiska axel, roterar polarisationsplanet för monokromatiskt ljus av en viss våglängd med en vinkel på 30. Bestäm tjockleken på kvartsplattan placerad mellan parallella nikoler så att detta monokromatiska ljus släcks. 3

13) Naturligt ljus passerar genom en polarisator och analysator, placerad så att vinkeln mellan deras huvudplan är lika med phi. Både polarisatorn och analysatorn absorberar och reflekterar 8 % av ljuset som faller på dem. Det visade sig att intensiteten hos strålen som kommer ut från analysatorn är lika med 9 % av intensiteten av naturligt ljus som faller in på polarisatorn. 62

14) När man lägger till två linjärt polariserade ljusvågor som oscillerar i vinkelräta riktningar med en fasförskjutning... 3

15) I vilka fall gäller Malus lag när ljus passerar genom en analysator? 2

16) Vilka typer av vågor har egenskapen att polarisera? 3

17) Vilken typ av vågor är elektromagnetiska vågor? 2

18) Bestäm intensiteten av reflekterat ljus om svängningarna i ljusvektorn för det infallande ljuset är vinkelräta mot infallsplanet. 1

19) Ljus faller på gränssnittet mellan två medier med brytningsindex n1 respektive n2. Låt oss beteckna infallsvinkeln som a och låt n1>n2. Total reflektion av ljus uppstår när... 2

20) Bestäm intensiteten av reflekterat ljus, för vilket ljusvektorns svängningar ligger i infallsplanet. 5

21) En kristallplatta som skapar en fasskillnad mellan vanliga och extraordinära strålar placeras mellan två polarisatorer. Vinkeln mellan polarisatorernas sändningsplan och plattans optiska axel är 45. I detta fall kommer intensiteten av ljuset som passerar genom polarisatorn att vara maximal under följande förhållanden... 1

22) Vilka påståenden om delvis polariserat ljus är sanna? 3

23) Vilka påståenden om planpolariserat ljus är sanna? 3

24) Två polarisatorer är placerade i den naturliga ljusstrålens väg, polarisatorernas axlar är orienterade parallellt. Hur är vektorerna E och B orienterade i ljusstrålen som kommer ut från den andra polarisatorn? 1

25) Vilket av följande påstående är endast sant för planpolariserade elektromagnetiska vågor? 3

26) Vilket av följande påstående är sant för både planpolariserade elektromagnetiska vågor och opolariserade? 4

27) Bestäm banskillnaden för en kvartsvågsplatta skuren parallellt med den optiska axeln? 1

28) Vad är skillnaden mellan brytningsindexen för vanliga och extraordinära strålar i riktningen vinkelrät mot den optiska axeln vid deformation. 1

29) En parallell ljusstråle faller normalt in på en 50 mm tjock Icespar-platta som skärs parallellt med den optiska axeln. Genom att ta brytningsindexen för Island spar för vanliga och extraordinära strålar till 1,66 respektive 1,49, bestäm skillnaden i vägarna för dessa strålar som passerar genom denna platta. 1

30) En linjärt polariserad ljusstråle faller in på en polarisator som roterar runt strålens axel med en vinkelhastighet på 27 rad/s. Energiflödet i den infallande strålen är 4 mW. Hitta ljusenergin som passerar genom polarisatorn i ett varv. 2

31) En stråle av polariserat ljus (lambda = 589 nm) faller på en platta av isländsk spar. Hitta våglängden för en vanlig stråle i en kristall om dess brytningsindex är 1,66. 355

32) En linjärt polariserad ljusstråle faller in på en polarisator, vars transmissionsplan roterar runt strålens axel med vinkelhastighet w. Hitta ljusenergin W som passerar genom polarisatorn i ett varv om energiflödet i den infallande strålen är lika med phi. 1

33) En stråle av planpolariserat ljus (lambla = 640 nm) faller på en platta av isländsk spar vinkelrätt mot dess optiska axel. Hitta våglängderna för de vanliga och extraordinära strålarna i kristallen om brytningsindexet för Island spar för de vanliga och extraordinära strålarna är 1,66 och 1,49. 1

34) Planpolariserat ljus faller på en analysator som roterar runt strålens axel med en vinkelhastighet på 21 rad/s. Hitta ljusenergin som passerar genom analysatorn i ett varv. Den polariserade ljusintensiteten är 4 W. 4

35) Bestäm skillnaden i brytningsindex för de vanliga och extraordinära strålarna för ett ämne om den minsta tjockleken på en halvvågskristallplatta gjord av detta ämne för lambda0 = 560 nm är 28 mikron. 0,01

36) Planpolariserat ljus, med en våglängd lambda = 589 nm i vakuum, faller på en kristallplatta vinkelrätt mot dess optiska axel. Hitta nm (modulo) skillnaden i våglängder i kristallen om brytningsindexet för de vanliga och extraordinära strålarna i den är 1,66 respektive 1,49. 40

37) Bestäm den minsta tjockleken på en kristallplatta vid en halv våglängd för lambda = 589 nm, om skillnaden i brytningsindex för vanliga och extraordinära strålar för en given våglängd är 0,17. 1,73

38) En parallell ljusstråle faller normalt in på en 50 mm tjock isländsk rundplatta som är skuren parallellt med den optiska axeln. Genom att ta brytningsindexen för vanliga och extraordinära strålar till 1,66 respektive 1,49, bestäm skillnaden i vägen för strålarna som passerar genom plattan. 8.5

39) Bestäm banskillnaden för en halvvågsplatta skuren parallellt med den optiska axeln? 2

40) En linjärt polariserad ljusstråle infaller på en polarisator, vars överföringsplan roterar runt strålens axel med en vinkelhastighet på 20. Hitta ljusenergin W som passerar genom polarisatorn i ett varv om effekten av den infallande strålen är 3 W. 4

41) En stråle av naturligt ljus faller på ett glasprisma med en basvinkel på 32 (se figur). Bestäm glasets brytningsindex om den reflekterade strålen är planpolariserad. 2

42) Bestäm i vilken vinkel mot horisonten solen ska vara så att strålarna som reflekteras från sjöns yta (n=1,33) är maximalt polariserade. 2

43) Naturligt ljus faller på glas med ett brytningsindex n=1,73. Bestäm brytningsvinkeln, till närmaste grad, vid vilken ljuset som reflekteras från glaset är helt polariserat. trettio

44) Hitta glasets brytningsindex n om, när ljus reflekteras från det, den reflekterade strålen är helt polariserad vid en brytningsvinkel på 35. 1.43

45) Hitta vinkeln för total polarisation när ljus reflekteras från glas, vars brytningsindex är n = 1,57 57,5

46) En ljusstråle som reflekteras från ett dielektrikum med brytningsindex n är helt polariserad när den reflekterade strålen bildar en vinkel på 90. Vid vilken infallsvinkel uppnås fullständig polarisering av det reflekterade ljuset? 3

47) En ljusstråle faller på vattenytan (n=1,33). Bestäm brytningsvinkeln till närmaste grad om den reflekterade strålen är helt polariserad. 37

48) I vilket fall är det möjligt att Brewsters lag inte uppfylls korrekt? 4

49) En naturlig ljusstråle faller på ytan av en glasskiva med brytningsindex n1 = 1,52, placerad i en vätska. Den reflekterade strålen bildar en vinkel på 100 med den infallande strålen och är helt polariserad. Bestäm brytningsindex för vätskan. 1,27

50) Bestäm utbredningshastigheten för ljus i glas om, när ljus faller från luft på glas, infallsvinkeln som motsvarar den reflekterade strålens fulla polarisation är 58. 1

51) Vinkel för total inre reflektion vid glas-luft-gränssnittet 42. Hitta infallsvinkeln för en ljusstråle från luft på glasytan vid vilken strålen är fullständigt polariserad till närmaste grad. 56

52) Bestäm mediets brytningsindex, exakt till den andra siffran, när det reflekteras från det i en vinkel på 57, kommer ljuset att vara helt polariserat. 1,54

53) Hitta glasets brytningsindex om, när ljus reflekteras från det, den reflekterade strålen är helt polariserad vid en brytningsvinkel på 35. 1.43

54) En stråle av naturligt ljus faller på ett glasprisma, som visas i figuren. Vinkeln vid basen av prismat är 30. Bestäm glasets brytningsindex om den reflekterade strålen är planpolariserad. 1,73

55) Bestäm i vilken vinkel mot horisonten solen ska vara så att strålarna som reflekteras från sjöns yta (n=1,33) är maximalt polariserade. 37

56) En stråle av naturligt ljus faller på ett glasprisma med basvinkel a (se figur). Glasets brytningsindex n=1,28. Hitta vinkeln a till närmaste grad om den reflekterade strålen är planpolariserad. 38

57) Bestäm glasets brytningsindex om, när ljus reflekteras från det, den reflekterade strålen är helt polariserad vid brytningsvinkeln. 4

58) En stråle av planpolariserat ljus faller på vattenytan i Brewster-vinkeln. Dess polarisationsplan bildar en vinkel på 45 med infallsplanet. Hitta reflektionskoefficienten. 3

59) Bestäm glasets brytningsindex om, när ljus reflekteras från det, den reflekterade strålen är helt polariserad vid en infallsvinkel på 55. 4

60) Polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus är 0,2. Bestäm förhållandet mellan den maximala ljusintensiteten som sänds ut av analysatorn och den minimala. 1.5

61) Vad är Imax, Imin, P för planpolariserat ljus, där... 1

62) Bestäm polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus om amplituden för ljusvektorn som motsvarar den maximala ljusintensiteten är två gånger den amplitud som motsvarar den minsta intensiteten. 0,6

63) Bestäm polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus om amplituden för ljusvektorn som motsvarar den maximala ljusintensiteten är tre gånger större än amplituden som motsvarar den maximala intensiteten. 1

64) Polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus är 0,75. Bestäm förhållandet mellan den maximala ljusintensiteten som sänds ut av analysatorn och den minimala. 1

65) Bestäm graden av polarisation P för ljus, som är en blandning av naturligt ljus och planpolariserat ljus, om intensiteten av polariserat ljus är 3 gånger större än intensiteten för naturligt ljus. 3

66) Bestäm graden av polarisation P för ljus, som är en blandning av naturligt ljus och planpolariserat ljus, om intensiteten av polariserat ljus är 4 gånger större än intensiteten för naturligt ljus. 2

67) Naturligt ljus faller i Brewsters vinkel på vattenytan. I detta fall reflekteras en del av det infallande ljuset. Hitta graden av polarisation av brytt ljus. 1

68) Naturligt ljus faller i Brewster-vinkel på glasytan (n=1,5). Bestäm reflektionskoefficienten i procent. 7

69) Naturligt ljus faller i Brewster-vinkel på glasytan (n=1,6). Bestäm reflektionskoefficienten i procent med Fresnel-formler. 10

70) Använd Fresnel-formler och bestäm reflektionskoefficienten för naturligt ljus vid normalt infall på glasytan (n=1,50). 3

71) Reflektionskoefficienten för naturligt ljus vid normalt infall på ytan av en glasskiva är 4 %. Vad är plattans brytningsindex? 3

72) Polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus är P=0,25. Hitta förhållandet mellan intensiteten av den polariserade komponenten av detta ljus och intensiteten av den naturliga komponenten. 0,33

73) Bestäm graden av polarisation P för ljus, som är en blandning av naturligt ljus och planpolariserat ljus, om intensiteten av polariserat ljus är lika med intensiteten av naturligt ljus. 4

74) Polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus är P=0,75. Hitta förhållandet mellan intensiteten av den polariserade komponenten av detta ljus och intensiteten av den naturliga komponenten. 3

75) Bestäm graden av polarisation P för ljus, som är en blandning av naturligt ljus och planpolariserat ljus, om intensiteten av polariserat ljus är lika med halva intensiteten av naturligt ljus. 0,33

76) En smal stråle av naturligt ljus passerar genom en gas av optiskt isotropa molekyler. Hitta graden av polarisation av ljus spritt i vinkel a mot strålen. 1

POLARISERING En stråle av naturligt ljus faller på den polerade ytan av en glasplatta (n=1,5) nedsänkt i vätska. Ljusstrålen som reflekteras från plattan bildar med den infallande strålen en vinkel φ = 970. Bestäm brytningsindex n för vätskan om det reflekterade ljuset är helt polariserat. Svar: 1. n=1,33. En stråle av naturligt ljus faller på ett glasprisma med en brytningsvinkel =30. Bestäm glasets brytningsindex om den reflekterade strålen är planpolariserad. Svar:1. n=1,73. En stråle av polariserat ljus (=589 nm) faller på en platta av isländsk spar vinkelrätt mot dess optiska axel. Hitta våglängden  o för en vanlig stråle i en kristall om brytningsindexet för Island spar för en vanlig stråle är no = 1,66. Svar: 2. 355 nm.	A) Bestäm ljusets infallsvinkel på vattenytan (n=1,33), vid vilken det reflekterade ljuset kommer att planpolariseras. B) Bestäm vinkeln för brytt ljus. Svar:2. a) 53 ; b) 37 . Analysatorn dämpar intensiteten av det polariserade ljuset som infaller på den från polarisatorn med 4 gånger. Vad är vinkeln mellan polarisatorns och analysatorns huvudplan? Svar:3 . 60  . I vilket av följande fall kommer fenomenet polarisering att observeras: Svar: 1. När tvärgående vågor passerar genom ett anisotropt medium. Vinkeln mellan polarisatorns och analysatorns huvudplan är  1 =30. Bestäm förändringen i intensiteten hos ljuset som passerar genom dem om vinkeln mellan huvudplanen är  2 = 45. Svar: 3.jag 1 / jag 2 =1,5.	Det är möjligt att observera störningar i naturligt ljus, som är en blandning av olika orienterade vågor, eftersom: a) i ett interferensexperiment får vi vågor som skickas nästan samtidigt av samma atom att mötas. b) interferens uppstår mellan delar av samma polariserade våg. Svar: 2. a) ja; b) ja. Välj rätt påstående om graden av polarisation P och typen av brytvåg vid en infallsvinkel B lika med Brewster-vinkeln. Svar: 3. Grad av polariseringP- maximum: bruten våg - delvis polariserad. Välj de villkor som krävs för att dubbelbrytning ska uppstå när ljus passerar genom en polarisator. Svar: b) ljusstrålen är partiellt polariserad före brytning och polarisatorn är anisotropisk; c) ljusstrålen är helt opolariserad före brytning och polarisatorn är anisotropisk.
Naturligt monokromatiskt ljus faller på ett system av två korsade polarisatorer, mellan vilka det finns en kvartsplatta skuren vinkelrätt mot den optiska axeln. Hitta den lägsta plåttjockleken vid vilken detta system kommer att överföra h=0,30 ljusflöde om kvartsrotationskonstanten är a=17 båge. grader/mm. Svar: 4. 3,0 mm. Naturligt ljus faller i Brewsters vinkel på vattenytan. I detta fall reflekteras en del av det infallande ljuset . Hitta graden av polarisation av brytt ljus. Svar: 1.r/(1- r) . Naturligt ljus faller i en Brewster-vinkel på glasytan (n=1,5). Bestäm reflektionskoefficienten i detta fall. Svar: 2,7 %.	Vilket av följande påståenden är sant för naturligt ljus som tas emot från en termisk källa: Svar: 1. De inledande faserna av elektromagnetiska vågor som emitteras av en termisk källa är olika. 2. Frekvenserna för elektromagnetiska vågor som emitteras av en termisk källa är olika. 4. Elektromagnetiska vågor emitteras från olika punkter på ytan av en värmekälla i olika riktningar. Vilka påståenden om delvis polariserat ljus är sanna? Svar: a) Kännetecknas av att en av svängningsriktningarna visar sig vara dominerande. c) Sådant ljus kan betraktas som en blandning av naturligt och polariserat ljus. Vilka är polarisationsgraderna för planpolariserat ljus P 1 och naturligt ljus P 2? Svar: 2. R 1 =1 ; R 2 =0.	En linjärt polariserad ljusstråle infaller på en polarisator, vars transmissionsplan roterar runt strålens axel med vinkelhastighet ω. Hitta ljusenergin W som passerar genom polarisatorn i ett varv om energiflödet i den infallande strålen är lika med . Svar: 1. W=pi×fi/w. Den magnetiska rotationen av polarisatorplanet bestäms av följande formel: Svar: 4. = V× B× l. Linjärt polariserat ljus infaller på analysatorn, vars vektor E bildar en vinkel =30 0 med transmissionsplanet. Ta reda på intensiteten av det transmitterade ljuset. Svar: 2. 0,75;jag 1 . Två polarisatorer är placerade i banan för den naturliga ljusstrålen, polarisatorernas axlar är orienterade inbördes vinkelräta. Hur är vektorerna E och B orienterade i ljusstrålen som kommer ut från den andra polarisatorn? Svar: 4. Modulerna för vektorerna E och B är lika med 0.
Figuren visar den radiella hastighetsytan för en enaxlig kristall. Definiera: 1. Överensstämmelse mellan spridningshastigheterna för det vanliga och det extraordinära. 2. Positiv eller negativ enaxlig kristall. Svar: 3.v e > v o , negativ. Hitta glasets brytningsindex n om, när ljus reflekteras från det, den reflekterade strålen kommer att vara helt polariserad vid en brytningsvinkel =30. Svar: 3.n=1,73. Hitta vinkeln φ mellan polarisatorns och analysatorns huvudplan om intensiteten av naturligt ljus som passerar genom polarisatorn och analysatorn minskar med 3 gånger. Svar: 3. 35˚. Hitta vinkeln φ mellan polarisatorns och analysatorns huvudplan om intensiteten av naturligt ljus som passerar genom polarisatorn och analysatorn minskar med 4 gånger. Svar:3. 45  .	Hitta vinkeln i B för total polarisation när ljus reflekteras från glas, vars brytningsindex är n = 1,57. Svar: 1. 57,5 . Opolariserat ljus passerar genom två polaroider. Axeln för en av dem är vertikal och den andras axel bildar en vinkel på 60° med vertikalen. Vad är intensiteten på det genomsläppta ljuset? Svar:2. jag=1/8 jag 0 . En vanlig ljusstråle faller på en polaroid, och dubbelbrytning uppstår i den. Vilken av följande lagar gäller för dubbelbrytning för en extraordinär stråle? O - vanlig balk. E - extraordinär stråle. Svar: 1. sinA/sinB=n 2 /n 1 =konst. En vanlig ljusstråle faller på en polaroid, och dubbelbrytning uppstår i den. Vilken av följande lagar gäller för dubbelbrytning för en vanlig stråle? O - vanlig balk. E - extraordinär stråle. Svar: 3. sinA/sinB=f(A)#konst.	Bestäm den minsta halvvågstjockleken för en kristallplatta för λ=640 nm, om skillnaden i brytningsindex för vanliga och extraordinära strålar för en given våglängd är n0-ne=0,17? Svar:3. d=1,88 um. Bestäm glasets brytningsindex om, när ljus reflekteras från det, den reflekterade strålen är helt polariserad vid brytningsvinkeln . Svar: 4.n= synd(90  -  )/ synd . Bestäm glasets brytningsindex om, när ljus reflekteras från det, den reflekterade strålen är helt polariserad i en vinkel på  = 35. Svar:4. 1,43. Bestäm i vilken vinkel mot horisonten solen ska vara så att strålarna som reflekteras från sjöns yta (n=1,33) är maximalt polariserade. Svar: 2,36° .
Bestäm i vilken vinkel solen ska vara mot horisonten så att dess strålar som reflekteras från vattenytan är helt polariserade (n=1,33). Svar: 4. 37°. Bestäm graden av polarisation P för ljus, som är en blandning av naturligt ljus och planpolariserat ljus, om intensiteten av polariserat ljus är lika med intensiteten av naturligt ljus. Svar: 4. 0,5 Bestäm graden av polarisation P för ljus, som är en blandning av naturligt ljus och planpolariserat ljus, om intensiteten av polariserat ljus är 5 gånger större än intensiteten av naturligt ljus. Svar: 2. 0,833. Polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus är 0,75. Bestäm förhållandet mellan den maximala ljusintensiteten som sänds ut av analysatorn och den minimala. Svar: 1. 7. Begränsningsvinkeln för total inre reflektion för något ämne är i=45 0 . Hitta Brewster-vinkeln ab för total polarisation för detta ämne. Svar: 3,55 0 . Polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus är P = 0,1. Hitta förhållandet mellan den intensivt polariserade komponenten och den intensiva naturliga komponenten. Svar: 1. 1/9.	Uppskatta förhållandet mellan den maximala intensiteten av ljusvågen som sänds ut av analysatorn och det minimum, förutsatt att polarisationsgraden för delvis polariserat ljus är 0,5. Svar:2. 3. En parallell ljusstråle faller normalt in på en 50 mm tjock isländsk rundplatta som är skuren parallellt med den optiska axeln. Genom att ta brytningsindexen för Island spar för vanliga och extraordinära strålar, respektive, No = 1,66 och N e = 1,49, bestäm skillnaden i vägen för dessa strålar som passerar genom denna platta. Svar:1. 8,5 mikron. En kvartsplatta med tjockleken d 1 = 2 mm, skuren vinkelrätt mot kristallens optiska axel, roterar polarisationsplanet för monokromatiskt ljus med en viss våglängd genom en vinkel  1 = 30 0. Bestäm tjockleken d 2 på en kvartsplatta placerad mellan parallella nickel så att det givna monokromatiska ljuset släcks helt. Svar: 3,6 mm. Polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus är P = 0,25. Hitta förhållandet mellan intensiteten av den polariserade komponenten av detta ljus och intensiteten av den naturliga komponenten. Svar: 4. 0.3. Polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus är 0,5. Bestäm förhållandet mellan den maximala ljusintensiteten som sänds ut av analysatorn och den minimala. Svar: 1. 3.	En platt stråle av naturligt ljus med intensitet I 0 faller i Brewster-vinkeln på vattenytan. Brytningsindex n=4/3. Vad är reflektionsgraden av ljusflödet om intensiteten av det brutna ljuset minskar med 1,4 gånger jämfört med I 0 . Svar:1. p=0,047. Polarisatorn och analysatorn absorberar 2 % av ljuset som faller på dem. Intensiteten hos strålen som kommer ut från analysatorn är lika med 24 % av intensiteten av naturligt ljus som faller in på polarisatorn. Hitta vinkeln φ mellan polarisatorns och analysatorns huvudplan. Svar: 1,45 . Polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus är P = 0,1. Hitta förhållandet mellan den intensiva naturliga komponenten och den intensivt polariserade komponenten. Svar: 1. 9. Polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus är P=0,25. Hitta förhållandet mellan intensiteten av den polariserade komponenten av detta ljus och intensiteten av den naturliga komponenten. Svar: 3.jag golv / jag äter = sid/(1- sid). Bestäm polarisationsgraden för partiellt polariserat ljus om amplituden för ljusvektorn som motsvarar den maximala ljusintensiteten är tre gånger större än amplituden som motsvarar den minsta intensiteten. Svar: 1. 0.8.

3) Den grå kroppen är... 2

5) I fig. grafer presenteras över beroendet av spektraltätheten för energiluminositeten hos en absolut svart kropp på strålningsvåglängden vid olika temperaturer T1 och T2, och T1>

Kvantmekanik

kvantmekanik

8) En partikel med laddning Q och vilomassa m0 accelereras i ett elektriskt fält och passerar genom en potentialskillnad U. Kan de Broglie-våglängden för en partikel vara mindre än dess Compton-våglängd. (Kanske om QU>0,41m0*c^2)

10) Bestäm vid vilket numeriskt värde för hastigheten de Broglie-våglängden för en elektron är lika med dess Compton-våglängd. (2.12е8. lambda(c)=2pi*h/m0*c; lambda=2pi*h*sqrt(1-v^2/c^2)/m0*v; lambda(c)=lambda; 1/c =sqrt(1-v^2/c^2)/v; v^2=c^2*(1-v^2/c^2); v^2=c^2-v^2; v = c/sqrt(2); v=2,12e8 m/s)

<=x<=1. Используя условие нормировки, определите нормировочный множитель. (A=sqrt(2/l))

>Dpr)

32) Osäkerhetsrelationen för energi och tid betyder att (livslängden för systemets tillstånd (partikel) och osäkerheten för energin för detta tillstånd av relationer >=h)

35) Vilken av följande relationer är inte Heisenberg-relationen. (VEV(x)>=h)

kvantmekanik

1) Den kinetiska energin för en rörlig elektron är 0,6 MeV. Bestäm de Broglie-våglängden för elektronen. (1,44 pm; 0,6 MeV = 9,613*10^-14 J; lambda=2pi*h/(sqrt(2mT))=1,44 pm)

2) Hitta de Broglie-våglängden för en proton med en kinetisk energi på 100 eV. (14.86. fi=h/sqrt(2m*E(k))=14.86)

3) Den kinetiska energin för en neutron är 1 keV. Bestäm de Broglie-våglängden. (0,91 pm. 1keV=1600*10^-19 J. lambda=2pi*h/sqrt(2m*T))=0,91 pm)

4) a) Är det möjligt att representera De Broglie-vågen som ett vågpaket? b) Hur kommer grupphastigheten för vågpaketet U och partikelhastigheten V att hänga samman? (nej, u=v)

5) Hitta förhållandet mellan Compton-våglängden för protonen och De Broglie-våglängden för en proton som rör sig med en hastighet av 3*10^6 m/s. (0,01. lambda(c)=2pi*h/mc=h/mc; lambda=2pi*h/sqrt(2m*T); lambda(c)/phi=0,01)

6) De kinetiska energierna för två elektroner är lika med 3 KeV respektive 4 KeV. Bestäm förhållandet mellan deras motsvarande De Broglie-längder. (1.15. lambda=2pi*h/sqrt(2mT); phi1/phi2=1.15)

7) Beräkna de Broglie-våglängden för en boll med en massa på 0,2 kg som flyger med en hastighet av 15 m/s. (2,2*10^-34; lambda=h/mv=2,2*10^-34)

8) En partikel med laddning Q och vilomassa m0 accelereras i ett elektriskt fält och passerar genom en potentialskillnad U. Kan de Broglie-våglängden för en partikel vara mindre än dess Compton-våglängd. (Kanske om QU>0,41m0*c^2)

9) Bestäm vilken accelererande potentialskillnad en proton måste passera för att dess de Broglie-våglängd ska vara 1 nm. (0,822 mV. lambda=2pi*h/sqrt(2m0*T); lambda^2*2m0*T=4*pi^2*h^2; T=2*pi^2*h^2/lambda^2 *m0=2,39e-19; T=eU; U=T/e=2pi^2*h^2/lambda^2*m0*e=0,822 mV)

10) Bestäm vid vilket numeriskt värde för hastigheten de Broglie-våglängden för en elektron är lika med dess Compton-våglängd. (2.12е8. lambda(c)=2pi*h/m0*c; lambda=2pi*h*sqrt(1-v^2/c^2)/m0*v; lambda(c)=lambda; 1/c =sqrt(1-v^2/c^2)/v; v^2=c^2*(1-v^2/c^2); v^2=c^2-v^2; v = c/sqrt(2); v=2,12e8 m/s)

11) Bestäm den minsta sannolika energin för en kvantpartikel belägen i en oändligt djup potentialbrunn med bredd a. (E=h^2/8ma^2)

12) En partikel med massan m befinner sig i en endimensionell rektangulär potentialbrunn med oändligt höga väggar. Hitta antalet dN energinivåer i energiintervallet (E, E+dE), om nivåerna ligger mycket tätt. (dN=l/pi*n*sqrt(m/2E)dE)

13) En kvantpartikel finns i en oändligt djup potentialbrunn med bredd L. Vid vilka punkter är elektronen på den första (n=1) energinivån funktionen är maximal. (x=L/2)

14) En kvantpartikel befinner sig i en oändligt djup potentialbrunn med bredd a. Vid vilka punkter på den tredje energinivån kan en partikel inte lokaliseras? (a, b, d, e)

15) Partikeln befinner sig i ett oändligt djupt hål. Vid vilken energinivå definieras dess energi som 2h^2/ml^2? (4)

16) Vågfunktionen psi(x)=Asin(2pi*x/l) definieras endast i området 0<=x<=1. Используя условие нормировки, определите норировочный множитель. (A=sqrt(2/l))

17) Partikeln är i princip i ett tillstånd (n=1) i en endimensionell oändlig djuppotential brunn med bredd lambda med absolut ogenomträngliga väggar (0

18) Partikeln befinner sig i en endimensionell rektangulär potentialbrunn med oändligt höga väggar. Hitta kvanttalet för partikelns energinivå om energiintervallen till nivåerna intill dem (övre och nedre) är relaterade till n:1, där n=1,4. (2.)

19) Bestäm våglängden för den foton som emitteras när en elektron i en endimensionell rektangulär potentialbrunn med oändligt höga väggar med bredd 1 övergår från tillstånd 2 till tillståndet med lägst energi. (lambda=8cml^2/3h.)

20) En elektron möter en potentialbarriär med ändlig höjd. Vid vilket värde av elektronenergi kommer den inte att passera genom en potentialbarriär med höjden U0. (inga rätt svar)

21) Komplettera definitionen: Tunneleffekten är ett fenomen där en kvantpartikel passerar genom en potentiell barriär vid (E)

22) Potentiell barriärtransparenskoefficient - (förhållandet mellan flödestätheten för överförda partiklar och flödestätheten för infallande)

23) Vad blir transparenskoefficienten för den potentiella barriären om dess bredd fördubblas? (D^2)

24) En partikel med massan m faller på en rektangulär potentialbarriär och dess energi E >Dpr)

25) En proton och en elektron, som har samma energi, rör sig i X-axelns positiva riktning och stöter på en rektangulär potentialbarriär på vägen. Bestäm hur många gånger potentialbarriären måste minskas så att sannolikheten för att en proton passerar genom den är densamma som för en elektron. (42,8)

26) En rektangulär potentialbarriär har en bredd på 0,3 nm. Bestäm energiskillnaden vid vilken sannolikheten för att en elektron passerar genom barriären är 0,8. (5,13)

27) En elektron med en energi på 25 eV möter på sin väg ett lågpotentialsteg med en höjd på 9 eV. Bestäm brytningsindex för de Broglie-vågor vid steggränsen. (0,8)

28) En proton med en energi på 100 eV ändras med 1 % när den passerar genom ett potentiellt steg, de Broglie-våglängden. Bestäm höjden på potentialbarriären. (2)

29) Osäkerhetsrelationen för koordinat och rörelsemängd innebär att (det är möjligt att samtidigt mäta koordinaterna och rörelsemängden för en partikel endast med en viss noggrannhet, och produkten av osäkerheterna för koordinaten och rörelsemängden får inte vara mindre än h/ 2)

30) Uppskatta osäkerheten för hastigheten för en elektron i en väteatom, anta att storleken på en väteatom är 0,10 nm. (1,16*10^6)

31) Osäkerhetsrelationen för koordinat och rörelsemängd innebär att (det är möjligt att samtidigt mäta koordinaterna och rörelsemängden för en partikel endast med en viss noggrannhet, och produkten av osäkerheterna för koordinat och rörelsemängd får inte vara mindre än h/ 2)

32) Osäkerhetsrelationen för energi och tid betyder att (livslängden för systemets tillstånd (partikel) och osäkerheten för energin för detta tillstånd av relationer >=h)

33) Osäkerhetsrelationen följer av (vågegenskaperna hos mikropartiklar)

34) Den genomsnittliga kinetiska energin för en elektron i en atom är 10 eV. Vilken är ordningen på det minsta felet med vilket du kan beräkna koordinaten för en elektron i en atom. (10^-10)

35) Vilken av följande relationer är inte Heisenberg-relationen. (VEV(x)>=h)

36) Osäkerhetsrelationen för en partikels koordinat och rörelsemängd innebär att (det är möjligt att samtidigt mäta koordinaterna och rörelsemängden för en partikel endast med en viss noggrannhet, och osäkerheterna för koordinaten och rörelsemängden får inte vara mindre än h/ 2)

37) Välj det FELAKTIGA påståendet (vid n=1 kan en atom endast vara i den första energinivån under en mycket kort tid n=1)

38) Bestäm förhållandet mellan osäkerheterna i hastigheten för en elektron och en dammfläck som väger 10^-12 kg, om deras koordinater fastställs med en noggrannhet på 10^-5 m. (1,1*10^18)

39) Bestäm hastigheten för elektronen i väteatomens tredje omloppsbana. (v=e^2/(12*pi*E0*h))

40) Härled förhållandet mellan radien för en cirkulär elektronbana och de Broglie-våglängden, där n är numret på den stationära omloppsbanan. (2pi*r=n*lambda)

41) Bestäm energin för fotonen som emitteras under övergången av en elektron i en väteatom från den tredje energinivån till den andra. (1,89 eV)

42) Bestäm hastigheten för elektronen i väteatomens tredje Bohr-bana. (0,731 mm/s)

43) Använd Bohrs teori för väte och bestäm hastigheten för en elektron i exciterat tillstånd vid n=2. (1,14 mm/s)

44) Bestäm rotationsperioden för en elektron placerad i en väteatom i ett stationärt tillstånd (0,15*10^-15)

45) En elektron slås ut ur en väteatom, som är i stationärt tillstånd, av en foton vars energi är 17,7. Bestäm hastigheten för en elektron utanför atomen. (1,2 mm/s)

46) Bestäm de maximala och minimala fotonenergierna i den synliga serien av vätespektrumet (Bolmer-serien). (5/36hR, 1/4hR)

47) Beräkna radien för den andra Bohr-banan och hastigheten för elektronen på den för väteatomen. (2,12*10^-10, 1,09*10^6)

48) Med hjälp av Bohrs teori, bestäm det orbitala magnetiska momentet för en elektron som rör sig i en väteatoms tredje omloppsbana. (2,8*10^-23)

49) Bestäm bindningsenergin för elektronen i grundtillståndet för He+-jonen. (54,5)

50) Baserat på det faktum att joniseringsenergin för väteatomen är 13,6 eV, bestäm den första excitationspotentialen för denna atom. (10.2)

51) En elektron slås ut ur en väteatom, som är i grundtillstånd, av en foton med energi t.ex. Bestäm hastigheten för en elektron utanför atomen. (sqrt(2(E-Ei)/m))

52) Vilken maximal hastighet måste elektroner ha för att omvandla en väteatom från det första tillståndet till det tredje tillståndet? (2,06)

53) Bestäm energin för fotonen som emitteras under övergången av en elektron i en väteatom från den tredje energinivån till den andra. (1,89)

54) Till vilken bana från huvudet kommer en elektron i en väteatom att röra sig när den absorberar en foton med en energi på 1,93 * 10^-18 J. (3)

55) Som ett resultat av absorptionen av en foton flyttade en elektron i en väteatom från den första Bohr-banan till den andra. Vilken frekvens har denna foton? (2,5*10^15)

56) En elektron i en väteatom rör sig från en energinivå till en annan. Vilka övergångar motsvarar energiupptaget. (1,2,5)

57) Bestäm den lägsta elektronhastighet som krävs för att jonisera en väteatom om joniseringspotentialen för väteatomen är 13,6. (2,2*10^6)

58) Vid vilken temperatur har kvicksilveratomer translationell kinetisk energi tillräcklig för jonisering? Kvicksilveratomens joniseringspotential är 10,4 V. Kvicksilverets molmassa är 200,5 g/mol, den universella gaskonstanten är 8,31. (8*10^4)

59) Bindningsenergin för en elektron i He-atomens grundtillstånd är 24,6 eV. Hitta energin som krävs för att ta bort båda elektronerna från denna atom. (79)

60) Med vilken minsta rörelseenergi måste en väteatom röra sig så att under en oelastisk frontalkollision med en annan, stationär väteatom, kan en av dem sända ut en foton. Det antas att före kollisionen är båda atomerna i grundtillståndet. (20.4)

61) Bestäm den första excitationspotentialen för väteatomen, där R är Rydberg-konstanten. (3Rhc/4e)

62) Hitta skillnaden i våglängder för huvudlinjerna i Lyman-serien för lätta och tunga väteatomer. (13.00)

1) Välj rätt påstående om metoden för emission av elektromagnetiska vågor. 4

2) Absolut svarta och gråa kroppar, med samma yta, värms upp till samma temperatur. Jämför de termiska strålningsflödena för dessa kroppar F0 (svart) och F (grå). 2

3) Den grå kroppen är... 2

4) Nedan är egenskaperna hos termisk strålning. Vilken kallas den spektrala luminositetstätheten? 3

5) I fig. grafer presenteras över beroendet av spektraltätheten för energiluminositeten hos en absolut svart kropp på strålningsvåglängden vid olika temperaturer T1 och T2, med T1>T2. Vilken av figurerna tar korrekt hänsyn till lagarna för termisk strålning? 1

6) Bestäm hur många gånger det är nödvändigt att sänka den termodynamiska temperaturen hos en svart kropp så att dess energetiska ljusstyrka R minskar med 39 gånger? 3

7) En helt svart kropp är... 1

8) Kan absorptionsförmågan hos en grå kropp bero på a) Strålningsfrekvens b) Temperatur? 3

9) När man studerade stjärna A och stjärna B fastställdes förhållandet mellan de massor de förlorar per tidsenhet (delta)mA=2(delta)mB och deras radier Ra=2,5Rb. Den maximala strålningsenergin för stjärna B motsvarar lambdaB-vågen = 0,55 μm. Vilken våg motsvarar den maximala strålningsenergin för stjärna A? 1

10) Välj rätt påstående. (absolut vit kropp) 2

11) Hitta våglängden för lambda0-ljus som motsvarar den röda gränsen för den fotoelektriska effekten för litium. (Arbetsfunktion A=2,4 eV). Plancks konstant h=6,62*10^-34 J*s. 1

12) Hitta våglängden för lambda0-ljus som motsvarar den röda gränsen för den fotoelektriska effekten för natrium. (Arbetsfunktion A=2,3 eV). Plancks konstant h=6,62*10^-34 J*s. 1

13) Hitta våglängden för lambda0-ljus som motsvarar den röda gränsen för den fotoelektriska effekten för kalium. (Arbetsfunktion A=2,0 eV). Plancks konstant h=6,62*10^-34 J*s. 3

14) Hitta våglängden för lambda0-ljus som motsvarar den röda gränsen för den fotoelektriska effekten för cesium. (Arbetsfunktion A=1,9 eV). Plancks konstant h=6,62*10^-34 J*s. 653

15) Ljusets våglängd som motsvarar den röda gränsen för den fotoelektriska effekten för viss metall lambda0. Hitta minimienergin för en foton som orsakar den fotoelektriska effekten. 1

16) Ljusets våglängd som motsvarar den röda gränsen för den fotoelektriska effekten för viss metall lambda0. Hitta arbetsfunktionen A för en elektron från metallen. 1

17) Ljusets våglängd som motsvarar den röda gränsen för den fotoelektriska effekten för en viss metall är lambda0. Hitta den maximala kinetiska energin W för elektroner som kastas ut från metallen av ljus med våglängden lambda. 1

18) Hitta den retarderande skillnaden av potentialer U för elektroner som utstöts vid belysning av ett visst ämne med ljus av våglängd lambda, där A är arbetsfunktionen för detta ämne. 1

19) Fotoner med energi e skjuter ut elektroner från metallen med arbetsfunktion A. Hitta den maximala rörelsemängden p som överförs till metallytan under emissionen av varje elektron. 3

20) En vakuumfotocell består av en central katod (volframkula) och en anod (insidan av en silverpläterad glödlampa från insidan). Kontaktpotentialskillnaden mellan elektroderna U0 accelererar de emitterade elektronerna. Fotocellen belyses med ljus av lambdavåglängd. Vilken hastighet v kommer elektronerna att få när de når anoden, om ingen potentialskillnad appliceras mellan katoden och anoden? 4

21) I fig. grafer över beroendet av fotoelektronernas maximala energi på energin hos fotoner som faller in på fotokatoden. I vilket fall har fotocell-katodmaterialet en lägre arbetsfunktion? 1

22) Einsteins ekvation för den fotoelektriska multi-fotoneffekten har formen. 1

23) Bestäm den maximala hastigheten för elektroner som strömmar ut från katoden om U=3V. 1

24) Extern fotoeffekt - ... 1

25) Intern fotoelektrisk effekt - ... 2

26) Ventilfotoeffekt - ... 1) består av ... 3

27) Bestäm hastigheten för fotoelektroner som skjuts ut från silverytan av ultravioletta strålar (lambda = 0,15 mikron, m = 9,1 * 10^-31 kg), om arbetsfunktionen är 4,74 eV. 3

28) Bestäm den "röda gränsen" för den fotoelektriska effekten för silver om arbetsfunktionen är 4,74 eV. 2

29) Den röda gränsen för den fotoelektriska effekten för en metall (lambda0) är 550 nm. Hitta den minsta fotonenergin (Emin) som orsakar den fotoelektriska effekten. 1

30) Arbetsfunktionen för en elektron som lämnar ytan på en metall är A1=1 eV, och från den andra - A2=2 eV. Kommer en fotoelektrisk effekt att observeras i dessa metaller om energin hos fotonerna från den strålning som infaller på dem är 4,8 * 10^-19 J? 3

31) Ventilens fotoelektriska effekt är... 1) förekomsten... 1

32) Figuren visar ström-spänningskarakteristiken för den fotoelektriska effekten. Bestäm vilken kurva som motsvarar hög belysning av katoden, med samma ljusfrekvens. 1

33) Bestäm den maximala hastigheten Vmax för fotoelektroner som skjuts ut från ytan av silver genom ultraviolett strålning med en våglängd på 0,155 μm när arbetsfunktionen för silver är 4,7 eV. 1

34) Compton upptäckte att den optiska skillnaden mellan våglängden för spridd och infallande strålning beror på... 3

35) Comptonvåglängden (när en foton sprids av elektroner) är lika. 1

36) Bestäm våglängden för röntgenstrålning om, under Compton-spridning av denna strålning i en vinkel på 60, ​​våglängden för den spridda strålningen visade sig vara lika med 57 pm. 5

37) En foton med en våglängd på 5 pm upplevde Compton-spridning i en vinkel på 60. Bestäm förändringen i våglängd under spridning. 2

38) Vad var våglängden för röntgenstrålningen, om när denna strålning sprids av något ämne i en vinkel av 60, är ​​våglängden för de spridda röntgenstrålarna 4*10^-11 m.

39) Är följande påståenden sanna: a) spridning uppstår när en foton interagerar med en fri elektron, och den fotoelektriska effekten uppstår när den interagerar med bundna elektroner; b) absorption av en foton av en fri elektron är omöjlig, eftersom denna process är i konflikt med lagarna för bevarande av momentum och energi. 3

40) Figur 3 visar ett vektordiagram över Compton-spridning. Vilken vektor representerar rörelsemängden för den spridda fotonen? 2

41) Ett riktat monokromatiskt ljusflöde Ф faller i en vinkel av 30 på en absolut svart (A) och spegel (B) platta (Fig. 4). Jämför det lätta trycket på plattorna A respektive B om plattorna är fasta. 3

42) Vilket av följande uttryck är formeln erhållen experimentellt av Compton? 1

43) Kan en fri elektron absorbera en foton? 2

44) En foton med en energi på 0,12 MeV spreds av en initialt vilande fri elektron. Det är känt att våglängden för den spridda fotonen ändrades med 10 %. Bestäm rekylelektronens (T) kinetiska energi. 1

45) Röntgenstrålning med en våglängd på 55,8 pm sprids av en grafitplatta (Compton-effekt). Bestäm våglängden för ljus som sprids i en vinkel på 60 mot den infallande ljusstrålens riktning. 1

85) I Youngs experiment belyses hålet med monokromt ljus (lambda = 600 nm). Avståndet mellan hålen är d=1 nm, avståndet från hålen till skärmen är L=3 m. Hitta positionen för de tre första ljusränderna. 4

86) Installationen för att erhålla Newtons ringar är upplyst av monokromatiskt ljus som normalt infaller. Ljusvåglängd lambda = 400 nm. Vad är tjockleken på luftkilen mellan linsen och glasplattan för den tredje ljusringen i reflekterat ljus? 3

87) I Youngs experiment (interferens av ljus från två smala slitsar) placerades en tunn glasplatta i vägen för en av de störande strålarna, vilket resulterade i att den centrala ljusranden skiftade till den position som ursprungligen upptogs av det femte ljuset rand (den centrala räknas inte med). Strålen faller vinkelrätt mot plattans yta. Brytningsindex för plattan n=1,5. Våglängd lambda=600 nm. Vad är tjockleken h på plattan? 2

88) En installation för observation av Newtons ringar är upplyst av monokromatiskt ljus med en våglängd lambda = 0,6 μm, infallande normalt. Observation utförs i reflekterat ljus. Linsens krökningsradie är R=4 m. Bestäm brytningsindexet för vätskan som fyller utrymmet mellan linsen och glasplattan om radien för den tredje ljusringen är r=2,1 mm. Det är känt att brytningsindex för vätska är lägre än för glas. 3

89) Bestäm längden på segmentet l1, på vilket samma antal våglängder av monokromatiskt ljus passar i ett vakuum som de passar på cut-off l2=5 mm i glas. Brytningsindex för glas n2=1,5. 3 http://ivandriver.blogspot.ru/2015/01/l1-l25-n15.html

90) En normalt parallell stråle av monokromatiskt ljus (lambda = 0,6 µm) faller på en tjock glasplatta belagd med en mycket tunn film, vars brytningsindex är n=1,4. Vid vilken minsta filmtjocklek kommer det reflekterade ljuset att dämpas maximalt? 3

91) Vad bör vara den tillåtna bredden på slitsarna d0 i Youngs experiment så att ett interferensmönster är synligt på en skärm placerad på avstånd L från slitsarna. Avståndet mellan slitsarna är d, våglängden är lambda0. 1

92) En punktstrålningskälla innehåller våglängder i intervallet från lambda1=480 nm till lambda2=500 nm. Uppskatta koherenslängden för denna strålning. 1

93) Bestäm hur många gånger bredden på interferensfransarna på skärmen kommer att ändras i ett experiment med Fresnel-speglar om det violettljusfiltret (0,4 μm) ersätts med ett rött (0,7 μm). max: delta=+-m*lambda, delta=xd/l, xd/l=+-m*lambda, x=+-(ml/d)*lambda, delta x=(ml*lambda/d)-( (m-1)l*lambda/d)=l*lambda/d, delta x1/delta x2=lambda2/lambda1 = 1,75 (1)

94) I Youngs installation är avståndet mellan slitsarna 1,5 mm, och skärmen är placerad på ett avstånd av 2 m från slitsarna. Bestäm avståndet mellan interferenskanterna på skärmen om våglängden för monokromatiskt ljus är 670 nm. 3

95) Två koherenta strålar (lambda = 589 nm) maximerar varandra vid en viss punkt. En normal tvålfilm placerades på banan för en av dem (n=1,33). Vid vilken minsta tjocklek d av tvålfilmen kommer dessa koherenta strålar att försvaga varandra maximalt någon gång. 3

96) Installationen för att erhålla Newtons ringar är upplyst av monokromatiskt ljus som infaller vinkelrätt mot plattans yta. Linsens krökningsradie är R=15 m. Observation utförs i reflekterat ljus. Avståndet mellan Newtons femte och tjugofemte ljusring är l=9 mm. Hitta lambdavåglängden för monokromatiskt ljus. r=sqrt((2m-1)lambda*R/2), delta d=r2-r1=sqrt((2*m2-1)lambda*R/2)-sqrt((2*m1-1)lambda* R/2)=7sqrt(lambda*R/2)-3sqrt(lambda*R/2)=4sqrt(lambda*R/2), lambda=sqr(delta d)/8R = 675 nm.

97) Två slitsar är 0,1 mm från varandra och 1,20 m från skärmen. Från en avlägsen källa faller ljus med en våglängd på lambda = 500 nm på slitsarna. Hur långt ifrån varandra är de ljusa ränderna på skärmen? 2

98) Monokromatiskt ljus med en våglängd lambda = 0,66 μm faller in på installationen för att producera Newtons ringar. Radien för den femte ljusringen i reflekterat ljus är 3 mm. Bestäm linsens krökningsradie. 3m eller 2,5m

100) Ett interferensmönster från två koherenta ljuskällor med en våglängd lambda = 760 nm observeras på skärmen. Med hur många fransar kommer interferensmönstret på skärmen att förskjutas om plast gjord av smält kvarts med en tjocklek på d=1 mm och ett brytningsindex n=1,46 placeras i en av strålarnas väg? Strålen faller på plattan normalt. 2

101) Ett interferensmönster från två koherenta ljuskällor med en våglängd på 589 nm observeras på skärmen. Hur många fransar kommer interferensmönstret att förskjutas på skärmen om en 0,41 mm tjock kvartsplast med ett brytningsindex n=1,46 placeras i en av strålarnas väg? Strålen faller på plattan normalt. 3

103) Om du kisar med ögat mot glödtråden i en glödlampa, verkar glödtråden vara kantad av ljusa högdagrar i två vinkelräta riktningar. Om lampans glödtråd är parallell med observatörens näsa, är det möjligt att observera en serie regnbågsbilder av glödtråden. Förklara orsaken till detta fenomen. 4

104) Ljus faller normalt på ett transparent diffraktionsgitter med bredd l=7 cm Bestäm den minsta vågskillnaden som detta gitter kan lösa i området lambda=600 nm. Skriv svaret i PM, exakt till tiondelar. 7,98*10^-12=8,0*10^-12

105) Låt den monokromatiska vågens intensitet vara lika med I0. Diffraktionsmönstret observeras med användning av en ogenomskinlig skärm med ett runt hål på vilket en given våg infaller vinkelrätt. Förutsatt att hålet är lika med den första Fresnelzonen, jämför intensiteterna I1 och I2, där I1 är ljusintensiteten bakom skärmen med hålet helt öppet, och I2 är ljusintensiteten bakom skärmen med hålet till hälften stängt ( i diameter). 2

106) Monokromatiskt ljus med en våglängd på 0,6 μm faller normalt in på ett diffraktionsgitter. Diffraktionsvinkeln för det femte maximum är 30, och den minsta våglängdsskillnaden som löses upp av gittret är 0,2 nm för detta maximum. Bestäm: 1) konstant för diffraktionsgittret; 2) längden på diffraktionsgittret. 4

107) En parallell ljusstråle faller på ett membran med ett cirkulärt hål. Bestäm det maximala avståndet från mitten av hålet till skärmen där en mörk fläck fortfarande kommer att observeras i mitten av diffraktionsmönstret, om hålets radie är r=1 mm, är våglängden för det infallande ljuset 0,5 μm. 2

108) Normalt faller monokromatiskt ljus på en smal slits. Dess riktning till det fjärde mörka diffraktionsbandet är 30. Bestäm det totala antalet diffraktionsmaxima. 4

109) En normalt monokromatisk våg med lambdalängd faller på ett diffraktionsgitter med en period d=2,8*lambda. Vilken är den högsta ordningen för diffraktion som produceras av gittret? Bestäm det totala antalet maxima? 1

110) Ljus med en våglängd på 750 nm passerar genom en slits med en bredd på D = 20 µm. Vad är bredden på mittmaximumet på skärmen som ligger på ett avstånd L=20 cm från skåran? 4

111) En ljusstråle från ett urladdningsrör faller normalt på ett diffraktionsgitter. Vad ska vara konstanten d för diffraktionsgittret så att i riktningen phi = 41 sammanfaller maxima för linjerna lambda1 = 656,3 nm och lambda2 = 410,2 nm. 1

112) Med användning av ett diffraktionsgitter med en period av 0,01 mm erhölls det första diffraktionsmaximum på ett avstånd av 2,8 cm från mittmaximum och på ett avstånd av 1,4 m från gittret. Hitta ljusets våglängd. 4

113) En punktljuskälla med en våglängd på 0,6 μm är placerad på ett avstånd a = 110 cm framför ett membran med ett cirkulärt hål med en radie på 0,8 mm. Hitta avståndet b från diafragman till observationspunkten för vilken antalet Fresnelzoner i hålet är k=2. 3

114) En punktljuskälla (lambda = 0,5 µm) är placerad på ett avstånd a = 1 m framför ett membran med ett runt hål med diametern d = 2 mm. Bestäm avståndet b (m) från diafragman till observationspunkten om hålet öppnar tre Fresnelzoner. 2 http://studyport.ru/images/stories/tasks/Physics/difraktsija-sveta/1.gif

116) Normalt monokromatiskt ljus med en våglängd på 550 nm faller på ett diffraktionsgitter med en längd av l = 15 mm, innehållande N = 3000 linjer. Hitta: 1) antalet observerade maxima i diffraktionsgittrets spektrum 2) vinkeln som motsvarar det sista maximum. 2

117) Hur förändras mönstret för diffraktionsspektrumet när skärmen rör sig bort från gittret? 2

118) En parallell stråle av monokromatiskt ljus med en våglängd på 0,5 μm faller normalt in på en skärm med ett runt hål med radien r = 1,5 mm. Observationspunkten är belägen på hålets axel på ett avstånd av 1,5 m från den. Bestäm: 1) antalet Fresnelzoner som passar i hålet; 2) en mörk eller ljus ring observeras i mitten av diffraktionsmönstret om en skärm placeras vid observationsplatsen. r=sqrt(bm*lambda), m=r^2/b*lambda=3 - udda, ljusring. 2

119) En plan våg faller normalt in på ett diafragma med ett cirkulärt hål. Bestäm radien för den fjärde Fresnelzonen om radien för den andra Fresnelzonen = 2 mm. 4

120) Vinkeldispersion av ett diffraktionsgitter i första ordningens spektrum dphi/dlambda=2,02*10^5 rad/m. Hitta den linjära dispersionen D för diffraktionsgittret om brännvidden för linsen som projicerar spektrumet på skärmen är F = 40 cm.

Slutligen finns det ett annat sätt att karakterisera elektromagnetisk strålning - genom att ange dess temperatur. Strängt taget är denna metod endast lämplig för så kallad blackbody eller termisk strålning. Inom fysiken är en absolut svart kropp ett föremål som absorberar all strålning som infaller på den. Idealiska absorptionsegenskaper hindrar dock inte kroppen från att själv sända ut strålning. Tvärtom, för en sådan idealiserad kropp kan typen av strålningsspektrum beräknas exakt. Detta är den så kallade Planck-kurvan, vars form bestäms av en enda parameter - temperatur. Den berömda puckeln i denna kurva visar att en uppvärmd kropp avger lite vid både mycket långa och mycket korta våglängder. Den maximala strålningen sker vid en mycket specifik våglängd, vars värde är direkt proportionellt mot temperaturen.

När man anger denna temperatur måste man tänka på att detta inte är en egenskap hos själva strålningen, utan endast temperaturen hos en idealiserad absolut svart kropp, som har en maximal strålning vid en given våglängd. Om det finns anledning att tro att strålningen sänds ut av en uppvärmd kropp, så kan man, genom att hitta maximum i dess spektrum, ungefär bestämma källans temperatur. Till exempel är solens yttemperatur 6 tusen grader. Detta motsvarar exakt mitten av det synliga strålningsområdet. Detta är knappast en slump - med största sannolikhet har ögat under evolutionens gång anpassat sig för att använda solljus så effektivt som möjligt.

Temperaturtvetydighet

Den punkt i spektrumet där den maximala svartkroppsstrålningen inträffar beror på vilken axel vi plottar på. Om våglängden i meter plottas likformigt längs abskissaxeln, kommer maximivärdet att inträffa vid

λ max = b/T= (2,9·10 –3 m· TILL)/T ,

Var b= 2,9·10 –3 m· TILL. Detta är den så kallade Wiens förskjutningslag. Om vi ​​konstruerar samma spektrum och plottar strålningsfrekvensen jämnt på ordinataaxeln, beräknas platsen för maximum med formeln:

ν max = (α k/h) · T= (5,9 10 10 Hz/TILL) · T ,

där α = 2,8, k= 1,4·10 –23 J/TILL- Boltzmann konstant, h- Planck är konstant.

Allt skulle vara bra, men, som det visar sig, λ max och ν max· motsvarar olika punkter i spektrumet. Detta blir uppenbart om vi beräknar våglängden som motsvarar ν max, då visar det sig:

λ" max = Med/ν max = (сh/α k)/T= (5,1·10 –3 m·K)/ T .

Således är spektrumets maximum, bestämt av frekvens, in λ" max/ν max = 1,8 gånger olika i våglängd (och därför i frekvens) från maximivärdet för samma spektrum bestämt av våglängder. Med andra ord, frekvensen och våglängden för den maximala svartkroppsstrålningen motsvarar inte varandra: λ max ≠ Med/ν max .

I det synliga området är det vanligt att ange maximivärdet för det termiska strålningsspektrumet med våglängd. I solens spektrum, som redan nämnts, faller den i det synliga området. Den maximala frekvensen av solstrålning ligger dock i det nära-infraröda området.

Men det maximala av kosmisk mikrovågsstrålning med en temperatur på 2,7 TILL Det är vanligt att indikera med frekvens - 160 MHz, vilket motsvarar en våglängd på 1,9 mm. Under tiden, i kurvan efter våglängd, inträffar maximivärdet för reliktstrålningen vid 1,1 mm.

Allt detta visar att temperaturen måste användas med stor försiktighet för att beskriva elektromagnetisk strålning. Den kan endast användas vid strålning nära termisk strålning eller för en mycket grov (exakt till en storleksordning) karaktäristik av intervallet. Till exempel motsvarar synlig strålning en temperatur på tusentals grader, röntgenstrålar - miljoner, mikrovågsugn - cirka 1 kelvin.

Värmestrålning– Det här är elektromagnetisk strålning som sänds ut av ett ämne och som uppstår på grund av dess inre energi.

Det orsakas av excitation av partiklar av materia under kollisioner under den termiska rörelsen av vibrerande joner.

Strålningens intensitet och dess spektrala sammansättning beror på kroppstemperaturen, så termisk strålning uppfattas inte alltid av ögat.

Kropp. Vid uppvärmning till hög temperatur emitteras en betydande del av energin i det synliga området och vid rumstemperatur emitteras energi i den infraröda delen av spektrumet.

Enligt internationella standarder finns det tre områden med infraröd strålning:

1. Infraröd region A

λ från 780 till 1400 nm

2. Infraröd region B

λ från 1400 till 3000 nm

3. Infraröd region C

λ från 3000 till 1000000 nm.

Funktioner av termisk strålning.

1. Termisk strålning - detta är ett universellt fenomen som är inneboende i alla kroppar och inträffar vid en temperatur som skiljer sig från absoluta nollpunkten (- 273 K).

2. Intensiteten hos termisk strålning och spektral sammansättning beror på kropparnas natur och temperatur.

3. Termisk strålning är jämvikt, d.v.s. i ett isolerat system vid konstant temperatur avger kroppar per tidsenhet från en enhetsarea lika mycket energi som de tar emot utifrån.

4. Tillsammans med termisk strålning har alla kroppar förmågan att absorbera värmeenergi utifrån.

2 . Huvudsakliga absorptionsegenskaper.

1. Strålningsenergi W (J)

2. Strålningsflöde P = W/t (W)

(strålningsflöde)

3. Emissivitet (energetisk ljusstyrka) är energin från elektromagnetisk strålning som sänds ut i alla möjliga riktningar per tidsenhet per ytenhet vid en given temperatur

RT= W/St (W/m2)

4. Absorptionskapacitet (absorptionskoefficient) är lika med förhållandet mellan det strålningsflöde som absorberas av en given kropp och det strålningsflöde som infaller på kroppen vid en given temperatur.

αt = Ragl / Rpad.

3. Termiska strålare och deras egenskaper.

Konceptet med en absolut svart kropp.

Termiska sändare- Dessa är tekniska anordningar för att producera termiskt strålningsflöde. Varje värmekälla kännetecknas av emissivitet, absorptionsförmåga, temperatur hos den strålande kroppen och strålningens spektrala sammansättning.

Konceptet med en absolut svart kropp (a.b.b.) introducerades som standard.

När ljus passerar genom ett ämne reflekteras strålningsflödet delvis, absorberas delvis, sprids och passerar delvis genom ämnet.

Om en kropp helt absorberar ljusflödet som infaller på den, kallas det helt svart kropp.

För alla våglängder och vid vilken temperatur som helst är absorptionskoefficienten α=1. Det finns ingen absolut svart kropp i naturen, men du kan peka på en kropp nära den i dess egenskaper.

Modell a.ch.t. är ett hålrum med ett mycket litet hål vars väggar är svärtade. Strålen som kommer in i hålet efter flera reflektioner från väggarna kommer att absorberas nästan helt.

Värmer man upp en sådan modell till hög temperatur kommer hålet att glöda, denna strålning kallas svart strålning. Till a.ch.t. Absorptionsegenskaperna hos svart sammet är liknande.

α för sot = 0,952

α för svart sammet = 0,96

Ett exempel är ögats pupill, en djup brunn osv.

Om α=0 är detta en helt spegelyta. Oftare ligger α i intervallet från 0 till 1, sådana kroppar kallas grå.

För grå kroppar beror absorptionskoefficienten på våglängden, den infallande strålningen och i stor utsträckning på temperaturen.

4. Lagar för termisk strålning och deras egenskaper

1. Kirkhoffs lag:

förhållandet mellan en kropps emissivitet och en kropps absorptionsförmåga vid samma temperatur och samma våglängd är ett konstant värde.

2. Stefan-Boltzmann lag:

emissivitet för a.h.t. proportionell mot fjärde potensen av dess absoluta temperatur.

δ är Stefan-Boltzmann-konstanten.

δ=5,669*10-8 (W/m2*K4)

W=Pt=RTSt= 5StT4

T-temperatur

När temperaturen (T) ökar, växer strålningseffekten mycket snabbt.

När tiden (t) ökar till 800 kommer strålningseffekten att öka med 81 gånger.

Lagar för termisk strålning. Strålande värme.

Detta kan vara nyheter för vissa, men överföringen av temperatur sker inte bara genom värmeledningsförmåga genom beröring av en kropp till en annan. Varje kropp (fast, flytande och gasformig) avger värmestrålar från en viss våg. Dessa strålar, som lämnar en kropp, absorberas av en annan kropp och antar värme. Och jag ska försöka förklara för dig hur detta händer, och hur mycket värme vi förlorar med denna strålning hemma. (Jag tror att många kommer att vara intresserade av att se dessa siffror). I slutet av artikeln kommer vi att lösa ett problem från ett verkligt exempel.

Artikeln kommer att innehålla tre våningars formler och integrerade uttryck för matematiker, men var inte rädd för dem, du behöver inte ens fördjupa dig i dessa formler. I problemet kommer jag att ge dig formler som kan lösas på en gång, och du behöver inte ens kunna högre matematik, det räcker med att kunna elementär aritmetik.

Jag har varit övertygad om detta mer än en gång att när jag satt vid en eld (vanligtvis en stor) brändes mitt ansikte av dessa strålar. Och om jag täckte elden med handflatorna och mina armar sträcktes ut, visade det sig att mitt ansikte slutade brinna. Det är inte svårt att gissa att dessa strålar är lika raka som ljus. Det är inte luften som cirkulerar runt elden, eller ens luften, som bränner mig, utan de direkta, osynliga värmestrålarna som kommer från elden.

I rymden finns det vanligtvis ett vakuum mellan planeter och därför sker överföringen av temperaturer uteslutande av värmestrålar (Alla strålar är elektromagnetiska vågor).

Termisk strålning har samma karaktär som ljus och elektromagnetiska strålar (vågor). Dessa vågor (strålar) har helt enkelt olika våglängder.

Till exempel kallas våglängder i intervallet 0,76 - 50 mikron infraröd. Alla kroppar vid rumstemperatur + 20 °C avger huvudsakligen infraröda vågor med våglängder nära 10 mikron.

Vilken kropp som helst, om dess temperatur inte skiljer sig från absoluta nollpunkten (-273,15 ° C), kan sända strålning in i det omgivande utrymmet. Därför sänder varje kropp ut strålar på de kroppar som omger den och påverkas i sin tur av strålningen från dessa kroppar.

Alla möbler i huset (stol, bord, väggar och till och med en soffa) avger värmestrålar.

Termisk strålning kan absorberas eller passera genom kroppen, och kan också enkelt reflekteras från kroppen. Reflexionen av värmestrålar liknar den för en ljusstråle som reflekteras från en spegel. Absorptionen av värmestrålning liknar hur ett svart tak blir väldigt varmt av solens strålar. Och strålarnas penetration eller passage liknar hur strålar passerar genom glas eller luft. Den vanligaste typen av elektromagnetisk strålning i naturen är termisk strålning.

Mycket nära en svart kropp är den så kallade reliktstrålningen, eller kosmisk mikrovågsbakgrund, mycket nära en svart kropp - strålning som fyller universum med en temperatur på cirka 3 K.

I allmänhet, inom vetenskapen om termisk teknik, för att förklara processerna för termisk strålning, är det bekvämt att använda konceptet med en svart kropp för att kvalitativt förklara processerna för termisk strålning. Endast en svart kropp kan göra beräkningar lättare på något sätt.

Som beskrivits ovan kan vilken kropp som helst:

Svart kropp- det här är en kropp som helt absorberar termisk energi, det vill säga den reflekterar inte strålar och termisk strålning passerar inte genom den. Men glöm inte att en svart kropp avger termisk energi.

Det är därför det är så lätt att tillämpa beräkningar på denna kropp.

Vilka svårigheter uppstår vid beräkningar om kroppen inte är en svart kropp?

En kropp som inte är en svart kropp har följande faktorer:

Dessa två faktorer komplicerar beräkningen så mycket att "mor, oroa dig inte." Det är väldigt svårt att tänka så. Men forskare har inte riktigt förklarat hur man beräknar den grå kroppen. Förresten, en grå kropp är en kropp som inte är en svart kropp.

Det finns också ett koncept: Vit kropp och transparent kropp, men mer om det nedan.

Värmestrålning har olika frekvenser (olika vågor), och varje enskild kropp kan ha olika våglängder av strålning. Dessutom, när temperaturen ändras, kan denna våglängd ändras, och dess intensitet (strålningsstyrka) kan också ändras.

Alla dessa faktorer kommer att komplicera processen så mycket att det är svårt att hitta en universell formel för att beräkna energiförluster på grund av strålning. Och därför, i läroböcker och i all litteratur, används en svart kropp för beräkningar, och andra grå kroppar används som en del av den svarta kroppen. För att beräkna den grå kroppen används svärtningskoefficienten. Dessa koefficienter anges i referensböcker för vissa material.

Låt oss titta på en bild som bekräftar komplexiteten i att beräkna emissivitet.

Figuren visar två bollar som innehåller partiklar av denna boll. Röda pilar är strålar som sänds ut av partiklar.

Tänk på en svart kropp.

Inuti den svarta kroppen, djupt inuti finns det några partiklar som är indikerade i orange. De avger strålar som absorberar andra närliggande partiklar, som är indikerade med gult. Strålarna från orange partiklar i en svart kropp kan inte passera genom andra partiklar. Och därför sänder bara de yttre partiklarna av denna boll ut strålar över hela bollens område. Därför är svartkroppsberäkningen lätt att beräkna. Det är också allmänt accepterat att en svart kropp avger hela spektrumet av vågor. Det vill säga att den avger alla tillgängliga vågor av olika längd. En grå kropp kan avge en del av vågspektrumet, bara av en viss våglängd.

Tänk på en grå kropp.

Inuti den grå kroppen avger partiklarna inuti en del av de strålar som passerar genom andra partiklar. Och detta är den enda anledningen till att beräkningen blir mer komplicerad.

Värmestrålning- detta är elektromagnetisk strålning som uppstår som ett resultat av omvandlingen av energin från termisk rörelse hos kroppspartiklar till strålningsenergi. Det är den termiska naturen hos exciteringen av elementära sändare (atomer, molekyler, etc.) som kontrasterar termisk strålning med alla andra typer av luminescens och bestämmer dess specifika egenskap att endast bero på temperaturen och optiska egenskaper hos den emitterande kroppen.

Erfarenheten visar att värmestrålning observeras i alla kroppar vid alla andra temperaturer än 0 K. Naturligtvis beror strålningens intensitet och karaktär på den emitterande kroppens temperatur. Till exempel sänder alla kroppar med en rumstemperatur på + 20 ° C huvudsakligen infraröda vågor med våglängder nära 10 mikron, och solen avger energi, vars maximum är 0,5 mikron, vilket motsvarar det synliga området. Vid T → 0 K avger kroppar praktiskt taget inte.

Termisk strålning leder till en minskning av kroppens inre energi och följaktligen till en minskning av kroppstemperaturen, till kylning. En uppvärmd kropp frigör inre energi på grund av värmestrålning och svalnar till de omgivande kropparnas temperatur. I sin tur, genom att absorbera strålning, kan kalla kroppar värmas upp. Sådana processer, som också kan ske i vakuum, kallas strålning.

Ren svart kropp- en fysisk abstraktion som används inom termodynamiken, en kropp som absorberar all elektromagnetisk strålning som infaller på den i alla områden och inte reflekterar någonting. Trots namnet kan en helt svart kropp själv sända ut elektromagnetisk strålning av vilken frekvens som helst och visuellt ha färg. Strålningsspektrumet för en helt svart kropp bestäms endast av dess temperatur.

Tabell:

(Temperaturintervall i Kelvin och deras färg)

upp till 1000 Röd

1000-1500 Orange

1500-2000 Gul

2000-4000 Ljusgul

4000-5500 Gulvit

5500-7000 Ren vit

7000-9000 Blåvit

9000-15000 Vit-blå

15000-∞ Blå

Förresten, baserat på våglängden (färgen), bestämde vi solens temperatur, den är cirka 6000 Kelvin. Kol lyser vanligtvis rött. Påminner detta dig om något? Du kan bestämma temperaturen efter färg. Det vill säga att det finns enheter som mäter våglängden och därigenom bestämmer materialets temperatur.

De svartaste verkliga ämnena, till exempel sot, absorberar upp till 99 % av den infallande strålningen (dvs. har en albedo på 0,01) i det synliga våglängdsområdet, men de absorberar infraröd strålning mycket sämre. Den djupsvarta färgen hos vissa material (kol, svart sammet) och det mänskliga ögats pupill förklaras av samma mekanism. Bland solsystemets kroppar har Solen egenskaperna hos en helt svart kropp i störst utsträckning. Per definition reflekterar solen praktiskt taget ingen strålning. Termen myntades av Gustav Kirchhoff 1862.

Enligt spektralklassificeringen tillhör solen G2V-typen ("gul dvärg"). Solens yttemperatur når 6000 K, så solen lyser med nästan vitt ljus, men på grund av absorptionen av en del av spektrumet av jordens atmosfär nära vår planets yta, får detta ljus en gul nyans.

Absolut svarta kroppar absorberar 100% och värmer samtidigt upp, och vice versa! en uppvärmd kropp - utstrålar 100%, detta betyder att det finns ett strikt mönster (formel för svart kroppsstrålning) mellan solens temperatur - och dess spektrum - eftersom både spektrum och temperatur redan har bestämts - ja, solen har inga avvikelser från dessa parametrar!

Inom astronomi finns ett sådant diagram - "Spektrum-luminositet", och så tillhör vår sol "huvudsekvensen" av stjärnor, som de flesta andra stjärnor tillhör, det vill säga nästan alla stjärnor är "absolut svarta kroppar", konstigt som det kan tyckas... Undantag - vita dvärgar, röda jättar och novaer, supernovor...

Det här är någon som inte studerade fysik i skolan.

En helt svart kropp absorberar ALL strålning och sänder ut mer än alla andra kroppar (ju mer en kropp absorberar, desto mer värms den upp, ju mer den värms upp, desto mer avger den).

Låt oss ha två ytor - grå (med en svärta koefficient på 0,5) och absolut svart (med en svärta koefficient på 1).

Emissionskoefficienten är absorptionskoefficienten.

Nu, genom att rikta samma flöde av fotoner, säg 100, på dessa ytor.

En grå yta kommer att absorbera 50 av dem, en svart yta kommer att absorbera alla 100.

Vilken yta avger mer ljus - i vilka 50 fotoner eller 100 "sitter"?

Planck var först med att korrekt beräkna svart kroppsstrålning.

Solstrålning följer ungefär Plancks formel.

Och så låt oss börja studera teorin...

Strålning hänvisar till emission och utbredning av elektromagnetiska vågor av alla slag. Beroende på våglängden finns det: röntgen, ultraviolett, infraröd, ljus (synlig) strålning och radiovågor.

Röntgenstrålning- elektromagnetiska vågor, vars energi från fotoner ligger på skalan av elektromagnetiska vågor mellan ultraviolett strålning och gammastrålning, vilket motsvarar våglängder från 10−2 till 103 Ångström. 10 Ångström = 1 nm. (0,001-100 nm)

Ultraviolett strålning(ultraviolett, ultraviolett, UV) - elektromagnetisk strålning, som upptar intervallet mellan den violetta gränsen för synlig strålning och röntgenstrålning (10 - 380 nm).

Infraröd strålning- elektromagnetisk strålning, som upptar spektralområdet mellan den röda änden av synligt ljus (med våglängd λ = 0,74 μm) och mikrovågsstrålning (λ ~ 1-2 mm).

Nu är hela utbudet av infraröd strålning uppdelat i tre komponenter:

Kort våglängdsområde: X = 0,74-2,5 µm;

Mellanvågsområde: X = 2,5-50 um;

Långvåglängdsområde: X = 50-2000 µm;

Synlig strålning- elektromagnetiska vågor som uppfattas av det mänskliga ögat. Det mänskliga ögats känslighet för elektromagnetisk strålning beror på strålningens våglängd (frekvens), med den maximala känsligheten som inträffar vid 555 nm (540 terahertz), i den gröna delen av spektrumet. Eftersom känsligheten gradvis minskar till noll när man rör sig bort från maximipunkten är det omöjligt att ange de exakta gränserna för spektralområdet för synlig strålning. Vanligtvis tas området 380-400 nm (750-790 THz) som kortvågsgräns och 760-780 nm (385-395 THz) som långvågsgräns. Elektromagnetisk strålning med dessa våglängder kallas också för synligt ljus, eller helt enkelt ljus (i ordets snäva betydelse).

Radioutsläpp(radiovågor, radiofrekvenser) - elektromagnetisk strålning med våglängder på 5 10−5-1010 meter respektive frekvenser från 6 1012 Hz och upp till flera Hz. Radiovågor används för att överföra data i radionätverk.

Värmestrålningär processen för utbredning i rymden av den inre energin i en utstrålande kropp genom elektromagnetiska vågor. Orsaken till dessa vågor är de materialpartiklar som utgör ämnet. Utbredningen av elektromagnetiska vågor kräver inget materiellt medium; i ett vakuum fortplantar de sig med ljusets hastighet och kännetecknas av våglängden λ eller svängningsfrekvensen ν. Vid temperaturer upp till 1500 °C motsvarar huvuddelen av energin infraröd och delvis ljusstrålning (λ=0,7÷50 µm).

Det bör noteras att strålningsenergin inte emitteras kontinuerligt, utan i form av vissa delar - kvanta. Bärarna av dessa delar av energi är elementära partiklar av strålning - fotoner, som har energi, rörelsemängd och elektromagnetisk massa. När strålningsenergi träffar andra kroppar absorberas den delvis av dem, reflekteras delvis och passerar delvis genom kroppen. Processen att omvandla strålningsenergi till intern energi i en absorberande kropp kallas absorption. De flesta fasta ämnen och vätskor avger energi av alla våglängder i intervallet från 0 till ∞, det vill säga de har ett kontinuerligt emissionsspektrum. Gaser avger energi endast inom vissa våglängdsområden (selektivt emissionsspektrum). Fasta ämnen avger och absorberar energi genom sin yta och gaser genom sin volym.

Energin som emitteras per tidsenhet i ett smalt våglängdsområde (från λ till λ+dλ) kallas flödet av monokromatisk strålning Qλ. Strålningsflödet som motsvarar hela spektrumet i området från 0 till ∞ kallas det integrala, eller totala, strålningsflödet Q(W). Det integrerade strålningsflödet som emitteras från en enhetsyta av en kropp i alla riktningar av det halvsfäriska utrymmet kallas den integrerade strålningsdensiteten (W/m2).

För att förstå denna formel, överväga bilden.

Det var inte av en slump som jag avbildade två versioner av kroppen. Formeln är endast giltig för en kvadratisk kropp. Eftersom strålningsområdet måste vara plant. Förutsatt att endast kroppens yta avger. Inre partiklar släpps inte ut.

Genom att känna till materialets strålningstäthet kan du beräkna hur mycket energi som spenderas på strålning:

Det är nödvändigt att förstå att strålarna som emanerar från planet har olika strålningsintensiteter i förhållande till planets normal.

Lamberts lag. Strålningsenergi som sänds ut av en kropp sprider sig i rymden i olika riktningar med olika intensitet. Lagen som fastställer strålningsintensitetens beroende av riktning kallas Lamberts lag.

Lamberts lag fastställer att mängden strålningsenergi som sänds ut av ett ytelement i riktning mot ett annat element är proportionell mot produkten av mängden energi som emitteras längs normalen med storleken på den rumsliga vinkeln som görs av strålningens riktning med normalen

Se bild.

Intensiteten för varje stråle kan hittas med hjälp av den trigonometriska funktionen:

Det vill säga, det är en slags vinkelkoefficient och den följer strikt vinkelns trigonometri. Koefficienten fungerar bara för en svart kropp. Eftersom närliggande partiklar kommer att absorbera sidostrålarna. För en grå kropp är det nödvändigt att ta hänsyn till antalet strålar som passerar genom partiklarna. Reflektion av strålar måste också beaktas.

Följaktligen emitteras den största mängden strålningsenergi i en riktning vinkelrät mot strålningsytan. Lamberts lag är helt giltig för en absolut svart kropp och för kroppar med diffus strålning vid en temperatur på 0 - 60°C. Lamberts lag gäller inte polerade ytor. För dem kommer strålningsemissionen i en vinkel att vara större än i riktningen vinkelrätt mot ytan.

Nedan kommer vi definitivt att överväga mer voluminösa formler för att beräkna mängden värme som förloras av kroppen. Men för nu är det nödvändigt att lära sig något mer om teorin.

Lite om definitioner. Definitioner kommer att vara användbara för att uttrycka dig korrekt.

Observera att de flesta fasta ämnen och vätskor har ett kontinuerligt (kontinuerligt) strålningsspektrum. Det betyder att de har förmågan att sända ut strålar av alla våglängder.

Även ett vanligt bord i ett rum, som en solid kropp, kan avge röntgenstrålning eller ultraviolett strålning, men dess intensitet är så låg att vi inte bara märker det, dess värde i förhållande till andra vågor kan närma sig noll.

Strålningsflöde (eller strålningsflöde) är förhållandet mellan strålningsenergi och strålningstid, W:

där Q är strålningsenergi, J; t - tid, s.

Om ett strålningsflöde som emitteras av en godtycklig yta i alla riktningar (dvs inom en halvklot med godtycklig radie) inträffar i ett smalt våglängdsområde från λ till λ+Δλ, så kallas det ett monokromatiskt strålningsflöde

Den totala strålningen från kroppens yta över alla våglängder i spektrumet kallas det integrala eller totala strålningsflödet Ф

Det integrerade flödet som emitteras från en enhetsyta kallas ytflödestätheten för den integrerade strålningen eller emissiviteten, W/m2,

Formeln kan också användas för monokromatisk strålning. Om termisk monokromatisk strålning faller på ytan av en kropp, kommer i det allmänna fallet en del lika med B λ av denna strålning att absorberas av kroppen, d.v.s. kommer att omvandlas till en annan form av energi som ett resultat av interaktion med materia, del F λ kommer att reflekteras och del D λ kommer att passera genom kroppen. Om vi ​​antar att den strålning som infaller på kroppen är lika med enhet, då

B X +F X +D X =1

där B λ, F λ, D λ är absorptionskoefficienter respektive reflektionskoefficienter

och kroppsöverföring.

När inom spektrumet värdena för B, F, D förblir konstanta, dvs. inte beror på våglängd, det finns inget behov av index. I detta fall

Om B = 1 (F = D = 0), så kallas en kropp som helt absorberar all strålning som infaller på den, oberoende av strålningens våglängd, infallsriktning och polarisationstillstånd, en svart kropp eller en komplett sändare.

Om F=1 (B=D=0), så reflekteras strålningen som faller in på kroppen helt. I det fall då kroppens yta är grov reflekteras strålarna spridda (diffus reflektion), och kroppen kallas vit, och när kroppens yta är slät och reflektionen följer den geometriska optikens lagar, då kropp (yta) kallas spegel. I det fall då D = 1 (B = F = 0) är kroppen genomsläpplig för värmestrålar (diatermisk).

Fasta ämnen och vätskor är praktiskt taget ogenomskinliga för värmestrålar (D = 0), d.v.s. atermisk. För sådana kroppar

Det finns inga absolut svarta kroppar, såväl som genomskinliga eller vita kroppar, i naturen. Sådana kroppar måste betraktas som vetenskapliga abstraktioner. Men ändå kan vissa riktiga kroppar vara ganska nära sådana idealiserade kroppar i sina egenskaper.

Det bör noteras att vissa kroppar har vissa egenskaper i förhållande till strålar av en viss våglängd, och olika egenskaper i förhållande till strålar av en annan längd. Till exempel kan en kropp vara transparent för infraröda strålar och ogenomskinlig för synliga (ljus) strålar. Ytan på en kropp kan vara slät i förhållande till strålar av en våglängd och grov för strålar med en annan våglängd.

Gaser, särskilt de under lågt tryck, avger i motsats till fasta ämnen och vätskor ett linjespektrum. Således absorberar och avger gaser strålar av endast en viss våglängd, men de kan varken avge eller absorbera andra strålar. I det här fallet talar de om selektiv absorption och emission.

I teorin om termisk strålning spelas en viktig roll av en storhet som kallas strålningens spektrala flödestäthet, eller spektral emissivitet, som är förhållandet mellan tätheten av strålningsflödet som emitteras i ett oändligt litet våglängdsintervall från λ till λ+Δλ till storleken på detta våglängdsintervall Δλ, W/m 2,

där E är ytdensiteten för strålningsflödet, W/m2.

Nu hoppas jag att ni förstår att beräkningsprocessen börjar bli extremt svår. Vi måste fortfarande arbeta och arbeta i den här riktningen. Varje material måste testas vid olika temperaturer. Men av någon anledning finns det praktiskt taget inga uppgifter om materialen. Eller rättare sagt, jag hittade ingen experimentell uppslagsbok om material.

Varför finns det ingen sådan materialguide? Eftersom värmestrålningen är väldigt liten, och jag tror inte att den kommer att överstiga 10% i våra levnadsförhållanden. Därför ingår de inte i beräkningen. När vi ofta flyger ut i rymden kommer alla beräkningar att dyka upp. Eller snarare, vår astronautik har samlat på sig data om material, men det är ännu inte fritt tillgängligt.

Lagen om absorption av strålningsenergi

Varje kropp är kapabel att absorbera någon del av den strålande energin, mer om detta nedan.

Om ett strålningsflöde faller på någon kropp med tjocklek l (se figur), så minskar det i det allmänna fallet när det passerar genom kroppen. Det antas att den relativa förändringen i strålningsflödet längs banan Δl är direkt proportionell mot flödets väg:

Proportionalitetskoefficienten b kallas absorptionsindex, vilket i allmänhet beror på kroppens fysikaliska egenskaper och våglängden.

Genom att integrera över intervallet från l till 0 och ta b konstant får vi

Låt oss fastställa ett samband mellan den spektrala absorptionskoefficienten för kroppen B λ och den spektrala absorptionskoefficienten för ämnet b λ.

Från definitionen av den spektrala absorptionskoefficienten B λ har vi

Efter att ha ersatt värden i denna ekvation får vi förhållandet mellan den spektrala absorptionskoefficienten B λ och det spektrala absorptionsindexet B λ.

Absorptionskoefficienten B λ är lika med noll vid l 1 = 0 och b λ = 0. För ett stort värde på bλ räcker det med ett mycket litet värde på l, men ändå inte lika med noll, så att värdet på B λ är så nära enhet som önskas. I det här fallet kan vi säga att absorption sker i ett tunt ytskikt av ämnet. Endast i denna förståelse är det möjligt att tala om ytabsorption. För de flesta fasta ämnen, på grund av det stora värdet av absorptionskoefficienten b λ, inträffar "ytabsorption" i den angivna meningen, och därför påverkas absorptionskoefficienten i hög grad av tillståndet på dess yta.

Kroppar, fastän med låg absorptionskoefficient, såsom gaser, kan, om de är tillräckligt tjocka, ha en stor absorptionskoefficient, d.v.s. görs ogenomskinliga för strålar med en given våglängd.

Om b λ =0 för intervallet Δλ, och för andra våglängder b λ inte är lika med noll, kommer kroppen att absorbera infallande strålning av endast vissa våglängder. I detta fall, som nämnts ovan, talar vi om en selektiv absorptionskoefficient.

Låt oss betona den grundläggande skillnaden mellan absorptionskoefficienten för ett ämne b λ och absorptionskoefficienten B λ för en kropp. Den första kännetecknar ett ämnes fysikaliska egenskaper i förhållande till strålar med en viss våglängd. Värdet på B λ beror inte bara på de fysikaliska egenskaperna hos det ämne som kroppen består av, utan också på formen, storleken och tillståndet på kroppens yta.

Lagar för strålning av strålningsenergi

Max Planck, baserat på elektromagnetisk teori, etablerade teoretiskt en lag (kallad Plancks lag) som uttrycker beroendet av den spektrala emissiviteten hos en svart kropp E 0λ på våglängden λ och temperaturen T.

där E0λ (λ,T) är emissiviteten för den svarta kroppen, W/m 2 ; T - termodynamisk temperatur, K; Ci och C2 - konstanter; Ci=2nhc2=(3,74150±0,0003) 10-16 W m2; C2=hc/k=(1,438790±0,00019) 10-2; m K (här är h=(6,626176±0,000036) 10 -34 J s Plancks konstant; c=(299792458±1,2) m/s är utbredningshastigheten för elektromagnetiska vågor i det fria rymden: k är Boltzmanns konstant. )

Av Plancks lag följer att spektral emissivitet kan vara noll vid en termodynamisk temperatur lika med noll (T=0), eller vid en våglängd λ = 0 och λ→∞ (vid T≠0).

Följaktligen avger en svart kropp vid vilken temperatur som helst över 0 K. (T > 0) strålar av alla våglängder, d.v.s. har ett kontinuerligt (kontinuerligt) emissionsspektrum.

Från ovanstående formel kan vi få ett beräknat uttryck för emissiviteten hos en svart kropp:

Integrering inom området för förändringar i λ från 0 till ∞ får vi

Som ett resultat av att expandera integranden till en serie och integrera den, får vi ett beräknat uttryck för emissiviteten hos en svart kropp, kallad Stefan-Boltzmann-lagen:

där E0 är emissionsförmågan för den svarta kroppen, W/m2;

σ - Stefan Boltzmann konstant, W/(m2K4);

σ = (5,67032 ± 0,00071) 10-8;

T - termodynamisk temperatur, K.

Formeln skrivs ofta i en form som är bekvämare för beräkning:

Vi kommer att använda denna formel för beräkningar. Men detta är inte den slutgiltiga formeln. Det gäller bara svarta kroppar. Hur man använder den för grå kroppar kommer att beskrivas nedan.

där E0 är den svarta kroppens emissionsförmåga; C0 = 5,67 W/(m2K4).

Stefan-Boltzmanns lag är formulerad enligt följande: emissiviteten hos en svart kropp är direkt proportionell mot dess termodynamiska temperatur till fjärde potensen.

Spektralfördelning av svartkroppsstrålning vid olika temperaturer

λ - våglängd från 0 till 10 µm (0-10000 nm)

E 0λ - ska förstås på följande sätt: Som om det finns en viss mängd energi (W) i volymen (m 3) av en svart kropp. Detta betyder inte att det bara avger sådan energi från sina externa partiklar. Helt enkelt, om vi samlar alla partiklar i en svart kropp i en volym och mäter emissionsförmågan för varje partikel i alla riktningar och lägger ihop dem alla, då får vi den totala energin i volymen, vilket visas på grafen.

Som kan ses från isotermernas placering har var och en av dem ett maximum, och ju högre den termodynamiska temperaturen är, desto större är värdet på E0λ som motsvarar maximum, och själva maximipunkten flyttar sig till området med kortare vågor. Förskjutningen av den maximala spektrala emissiviteten E0λmax till området för kortare vågor är känd som

Wiens förskjutningslag, enligt vilken

T λ max = 2,88 10 -3 m K = konst och λ max = 2,88 10 -3 / T,

där λ max är den våglängd som motsvarar det maximala värdet av spektral emissivitet E 0λmax.

Så, till exempel, vid T = 6000 K (den ungefärliga temperaturen på solytan), är den maximala E 0λ belägen i området för synlig strålning, i vilken cirka 50% av solemissiviteten faller.

Den elementära arean under isotermen, skuggad på grafen, är lika med E 0λ Δλ. Det är klart att summan av dessa områden, dvs. integralen representerar svartkroppens emissionsförmåga E 0 . Därför visar området mellan isotermen och x-axeln den svarta kroppens emissionsförmåga på den konventionella skalan i diagrammet. Vid låga värden på termodynamisk temperatur passerar isotermerna i närheten av abskissaxeln, och det angivna området blir så litet att det praktiskt taget kan anses vara lika med noll.

Begreppen så kallade grå kroppar och grå strålning spelar en stor roll inom tekniken. Grå är en icke-selektiv termisk emitter som kan sända ut ett kontinuerligt spektrum, med spektral emissivitet E λ för vågor av alla längder och vid alla temperaturer, som utgör en konstant bråkdel av den spektrala emissiviteten för en svart kropp E 0λ, dvs.

Konstanten ε kallas emissivitetskoefficienten för den termiska emittern. För grå kroppar är emissivitetskoefficienten ε

Grafen visar schematiskt våglängdsfördelningskurvorna för den spektrala emissiviteten för en svart kropp E λ (ε = 1) och den spektrala emissiviteten för en grå kropp E λ med samma temperatur som den svarta kroppen (vid ε = 0,5 och ε = 0,25 ). Grå kroppsemissionsförmåga

Arbete

kallas grå kroppsemission.

Erfarenhetsvärdena för emissivitet anges i referenslitteraturen.

De flesta kroppar som används inom teknik kan misstas för grå kroppar, och deras strålning anses vara grå strålning. Mer exakta studier visar att detta endast är möjligt som en första approximation, men det är tillräckligt för praktiska ändamål. Avvikelsen från Stefan-Boltzmann-lagen för grå kroppar tas vanligtvis med i beräkningen genom att emissionsförmågan C är beroende av temperatur. I detta avseende anger tabellerna det temperaturområde för vilket värdet på emissiviteten C bestäms experimentellt.

I framtiden, för att förenkla slutsatser, kommer vi att anta att emissiviteten hos en grå kropp inte beror på temperaturen.

Emissivitetskoefficienter för vissa material

(Material / Temperatur i °C / Värde E)

Oxiderat aluminium / 200-600 / 0,11 -0,19

Polerad aluminium / 225-575 / 0,039-0,057

Rött tegel / 20 / 0,93

Brandsäkert tegel / - / 0,8-0,9

Oxiderad koppar / 200-600 / 0,57-0,87

Oxiderat bly / 200 / 0,63

Polerat stål / 940-1100 / 0,55-0,61

Svarvade gjutjärn / 830-910 / 0,6-0,7

Oxiderat gjutjärn / 200-600 / 0,64-0,78

Polerad aluminium / 50-500 / 0,04-0,06

Brons / 50 / 0,1

Galvaniserad plåt, blank / 30 / 0,23

Vit plåt, gammal / 20 / 0,28

Polerat guld / 200 - 600 / 0,02-0,03

Matt mässing / 20-350 / 0,22

Polerad koppar / 50-100 / 0,02

Polerat nickel / 200-400 / 0,07-0,09

Glänsande plåt / 20-50 / 0,04-0,06

Polerat silver / 200-600 / 0,02-0,03

Valsade stålplåtar / 50 / 0,56

Oxiderat stål / 200-600 / 0,8

Högoxiderat stål / 500 / 0,98

Gjutjärn / 50 / 0,81

Asbestpapp / 20 / 0,96

Hyvlat virke / 20 / 0,8-0,9

Brandsäkert tegel / 500-1000 / 0,8-0,9

Eldlertegel / 1000 / 0,75

Rött tegel, grovt / 20 / 0,88-0,93

Lack svart, matt / 40-100 / 0,96-0,98

Vit lack / 40-100 / 0,8-0,95

Oljefärger i olika färger / 100 / 0,92-0,96

Lampkol / 20-400 / 0,95

Glas / 20-100 / 0,91-0,94

Vit emalj / 20 / 0,9

Kirchhoffs lag

Kirchhoffs lag fastställer förhållandet mellan emissivitet och absorptionskoefficient för en grå kropp.

Låt oss betrakta två parallella grå kroppar av oändlig utsträckning med plana ytor av area A vardera.

Ett oändligt utsträckt plan gör det möjligt att approximera beräkningar för att hitta verklig strålning i praktiska och teoretiska experiment. I teoretiska experiment hittas det verkliga värdet med hjälp av integraluttryck, och i experiment för ett större plan beräkningarna närmare verkliga värden. Således släcker vi liksom inverkan av onödig lateral och vinkelstrålning, som flyger iväg och inte absorberas av experimentplattorna, med ett stort oändligt plan.

Det vill säga om koefficienten multipliceras med emissiviteten får vi det resulterande emissionsvärdet (W).

Vi kan anta att alla strålar som sänds av en kropp helt faller på den andra. Låt oss anta att transmittanskoefficienterna för dessa kroppar är D 1 = D 2 = 0 och att det finns ett värmetransparent (diatermiskt) medium mellan de två planens ytor. Låt oss beteckna med E 1 , B 1 , F 1 , T 1 , och E 2 , B 2 , F 2 , T 2 emissiviteten, absorptionen, reflektionen och yttemperaturerna för den första respektive andra kroppen.

Strålningsenergiflödet från yta 1 till yta 2 är lika med produkten av emissiviteten för yta 1 och dess area A, dvs. E 1 A, från vilken en del av E 1 B 2 A absorberas av yta 2, och en del av E 1 F 2 A reflekteras tillbaka till yta 1. Från detta reflekterade flöde E 1 F 2 A absorberar yta 1 E 1 F 2 B 1 A och reflekterar E 1 F 1 F 2 A. FRÅN det reflekterade energiflödet E 1 F 1 F 2 A kommer yta 2 återigen att absorbera E 1 F 1 F 2 B 2 A och reflektera E 1 F 1 F 2 A , etc.

På liknande sätt överförs strålningsenergi genom flöde E 2 från yta 2 till yta 1. Som ett resultat av detta, flödet av strålningsenergi som absorberas av yta 2 (eller avges av yta 1)

Flödet av strålningsenergi som absorberas av yta 1 (eller avges av yta 2),

I slutresultatet kommer flödet av strålningsenergi som överförs från yta 1 till yta 2 att vara lika med skillnaden mellan strålningsflödena Ф 1→2 och Ф 2→1, dvs.

Det resulterande uttrycket är giltigt för alla temperaturer T 1 och T 2 och i synnerhet för T 1 = T 2. I det senare fallet är det aktuella systemet i dynamisk termisk jämvikt, och baserat på termodynamikens andra lag är det nödvändigt att sätta Ф 1→2 = Ф 2→1 som följer

E 1 B 2 = E 2 B 1 eller

Den resulterande likheten kallas Kirchhoffs lag: förhållandet mellan en kropps emissivitet och dess absorptionskoefficient för alla grå kroppar vid samma temperatur är samma och lika med emissiviteten för en svart kropp vid samma temperatur.

Om en kropp har en låg absorptionskoefficient, såsom en välpolerad metall, så har även denna kropp låg emissivitet. På grundval av detta, för att minska värmeförlusten genom strålning till den yttre miljön, täcks värmeavgivande ytor med ark av polerad metall för värmeisolering.

När man härledde Kirchhoffs lag tog man hänsyn till grå strålning. Slutsatsen kommer att förbli giltig även om den termiska strålningen från båda kropparna endast beaktas i en viss del av spektrumet, men ändå har samma karaktär, d.v.s. båda kropparna sänder ut strålar vars våglängder ligger i samma godtyckliga spektrala område. I det begränsade fallet kommer vi till fallet med monokromatisk strålning. Sedan

de där. för monokromatisk strålning bör Kirchhoffs lag formuleras enligt följande: förhållandet mellan en kropps spektrala emissivitet vid en viss våglängd och dess absorptionskoefficient vid samma våglängd är densamma för alla kroppar vid samma temperaturer, och är lika med spektralen. emissivitet för en svart kropp vid samma längd vågor och samma temperatur.

Vi drar slutsatsen att för en grå kropp B = ε, dvs. Begreppen "absorptionskoefficient" B och "svarthetskoefficient" ε för en grå kropp sammanfaller. Per definition beror inte emissivitetskoefficienten på varken temperatur eller våglängd, och därför beror absorptionskoefficienten för en grå kropp inte heller på vare sig våglängd eller temperatur.

Strålning av gaser

Strålning från gaser skiljer sig väsentligt från strålning från fasta ämnen. Absorption och utsläpp av gaser - selektiv (selektiv). Gaser absorberar och avger strålningsenergi endast i vissa, ganska smala intervall Δλ våglängder - de så kallade banden. I resten av spektrumet avger eller absorberar inte gaser strålningsenergi.

Diatomiska gaser har en försumbar liten förmåga att absorbera strålningsenergi, och därför en låg förmåga att avge den. Därför anses dessa gaser vanligtvis vara diatermiska. Till skillnad från diatomiska gaser har polyatomiska gaser, inklusive triatomära gaser, en betydande förmåga att avge och absorbera strålningsenergi. Av de triatomära gaserna inom termotekniska beräkningar är koldioxid (CO 2) och vattenånga (H 2 O), som vardera har tre emissionsband, av största praktiska intresse.

Till skillnad från fasta ämnen är absorptionsindexet för gaser (naturligtvis i området för absorptionsband) litet. Därför är det för gasformiga kroppar inte längre möjligt att tala om "ytabsorption", eftersom absorptionen av strålningsenergi sker i en ändlig volym gas. I denna mening kallas absorption och utsläpp av gaser volymetrisk. Dessutom beror absorptionskoefficienten b λ för gaser på temperaturen.

Enligt absorptionslagen kan den spektrala absorptionskoefficienten för en kropp bestämmas av:

För gasformiga kroppar kompliceras detta beroende något av det faktum att gasabsorptionskoefficienten påverkas av dess tryck. Det senare förklaras av det faktum att absorptionen (strålningen) är mer intensiv, ju fler molekyler som möter strålen på dess väg, och volymantalet molekyler (förhållandet mellan antalet molekyler och volym) är direkt proportionellt. till trycket (vid t = const).

I tekniska beräkningar av gasstrålning ingår vanligtvis absorberande gaser (CO 2 och H 2 O) som komponenter i gasblandningen. Om blandningens tryck är p, och partialtrycket för den absorberande (eller emitterande) gasen är p i, så är det istället för l nödvändigt att ersätta värdet p i 1. Värdet p i 1, som är produkten av gasen tryck och dess tjocklek, kallas skiktets effektiva tjocklek. Således, för gaser den spektrala absorptionskoefficienten

Den spektrala absorptionskoefficienten för en gas (i rymden) beror på gasens fysikaliska egenskaper, utrymmets form, dess dimensioner och gasens temperatur. Sedan, i enlighet med Kirchhoffs lag, den spektrala emissiviteten

Emissivitet inom ett spektralband

Denna formel används för att bestämma emissionsförmågan hos en gas till fritt utrymme (tomhet). (Fritt utrymme kan betraktas som svart utrymme vid 0 K.) Men gasutrymme begränsas alltid av ytan på en fast kropp, som i allmänhet har en temperatur T st ≠ T g och emissivitetskoefficient ε st

Emissionsförmågan för en gas i ett slutet utrymme är lika med summan av emissiviteterna som tas över alla spektrala band:

Experimentella studier har visat att emissiviteten hos gaser inte följer Stefan-Boltzmann-lagen, d.v.s. beroende på fjärde potensen av absolut temperatur.

För praktiska beräkningar av gasstrålning används dock fjärde potenslagen, som inför en lämplig korrigering av värdet på gasemissionskoefficienten εg:

Här ε g = f(T,pl)

Genomsnittlig strålvägslängd

där V är gasvolymen; A är skalets yta.

Emission av en gas vars komponenter är CO 2 och H 2 O (förbränningsgaser) till skalet på en grå kropp

där den sista termen tar hänsyn till skalets inneboende strålning.

Den så kallade effektiva emissivitetsfaktorn för skalet ε" st, större än ε st, på grund av närvaron av strålande gas.

Gasemissionskoefficient vid gastemperatur t g

Emissionsvärdena ε CO2 och ε H2O beroende på temperatur vid olika värden av parametern p i l visas i figuren.

Korrektionsfaktorn β bestäms från grafen.

Emissions- och absorptionsbanden för C0 2 och H 2 0 överlappar varandra något, och därför absorberas en del av energin som emitteras av en gas av den andra. Därför är emissionskoefficienten för en blandning av koldioxid och vattenånga vid en väggtemperatur t st

där Δε g är korrigeringen med hänsyn till den specificerade absorptionen. För gasformiga förbränningsprodukter med konventionell sammansättning är Δε g = 2 - 4 % och kan försummas.

Det kan antas att vid εst = 0,8 + 1,0 är skalets effektiva emissivitetskoefficient ε" st = 0,5(εst + 1).

Dessa egenskaper hos strålning och absorption av gaser gör det möjligt att etablera mekanismen för den så kallade "växthuseffekten", som har en betydande inverkan på bildandet och förändringen av jordens klimat.

Den mesta solstrålningen passerar genom atmosfären och värmer upp jordens yta. I sin tur sänder jorden ut infraröd strålning, vilket får den att svalna. En del av denna strålning absorberas dock av polyatomiska ("växthusgaser") i atmosfären, som följaktligen spelar rollen som en "filt" som håller kvar värmen. Samtidigt utövas den största inverkan på den globala uppvärmningen av sådana "växthusgaser" som koldioxid (55%), freoner och relaterade gaser (25%), metan (15%), etc.

Vissa lagar kommer att beröras längre fram på nästa sida. Det kommer också att finnas en detaljerad förklaring av hur värmestrålning uppstår genom ett fönster. Vissa faktorer som påverkar värmeöverföringen genom strålning kommer att beskrivas, såväl som verkliga strålningsproblem.