Номер 39.1, страница 271 - гдз по физике 10-11 класс задачник Гельфгат, Генденштейн

Авторы: Гельфгат И. М., Генденштейн Л. Э., Кирик Л. А.
Тип: Задачник
Издательство: Илекса
Год издания: 2008 - 2025
Уровень обучения: профильный
Цвет обложки: красный лупа, парень едет на велосипеде
ISBN: 978-5-89237-252-7
Популярные ГДЗ в 10 классе
Упражнения. 39. Световые кванты. Квантовая физика - номер 39.1, страница 271.
№39.1 (с. 271)
Условие. №39.1 (с. 271)
скриншот условия

39.1. Под каким напряжением $\text{U}$ работает рентгеновская трубка, если самое «жесткое» излучение в ее спектре имеет длину волны $\lambda_{\min} = 3,0 \cdot 10^{1}$ м?
☑ $U = 41$ кВ.
Решение. Энергия излучаемого фотона $hv = hc/\lambda$ не может превышать полученной электроном при разгоне кинетической энергии $W_k = eU$.
Поэтому $\frac{hc}{\lambda_{\min}} = eU$ , откуда $U = \frac{hc}{e\lambda_{\min}} = 41$ (кВ).
Решение. №39.1 (с. 271)
Дано:
Минимальная длина волны рентгеновского излучения: $\lambda_{min} = 3,0 \cdot 10^{-11}$ м
Постоянная Планка: $h \approx 6,626 \cdot 10^{-34}$ Дж$\cdot$с
Скорость света в вакууме: $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с
Элементарный заряд: $e \approx 1,602 \cdot 10^{-19}$ Кл
Найти:
Напряжение $U$.
Решение:
В рентгеновской трубке электроны ускоряются электрическим полем с напряжением $U$. При этом они приобретают кинетическую энергию $W_k$, которая равна работе электрического поля:
$W_k = eU$
где $e$ — это элементарный заряд.
При резком торможении электронов об анод трубки их кинетическая энергия превращается в энергию рентгеновских фотонов. Самое «жесткое» излучение (излучение с максимальной энергией и, следовательно, с минимальной длиной волны $\lambda_{min}$) возникает в том случае, когда вся кинетическая энергия одного электрона полностью переходит в энергию одного испущенного фотона.
Энергия фотона $E_{ф}$ определяется формулой Планка:
$E_{ф} = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$
где $h$ — постоянная Планка, $\nu$ — частота излучения, $c$ — скорость света, $\lambda$ — длина волны.
Согласно закону сохранения энергии, приравниваем максимальную энергию фотона (соответствующую $\lambda_{min}$) к кинетической энергии электрона:
$E_{ф_{max}} = W_k$
$\frac{hc}{\lambda_{min}} = eU$
Из этого соотношения выразим искомое напряжение $U$:
$U = \frac{hc}{e\lambda_{min}}$
Подставим числовые значения в систему СИ:
$U = \frac{6,626 \cdot 10^{-34} \text{ Дж}\cdot\text{с} \cdot 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}}{1,602 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} \cdot 3,0 \cdot 10^{-11} \text{ м}} \approx \frac{19,878 \cdot 10^{-26}}{4,806 \cdot 10^{-30}} \text{ В}$
$U \approx 4,136 \cdot 10^4 \text{ В}$
Переведем результат в киловольты, зная, что 1 кВ = $10^3$ В:
$U \approx 41,36 \text{ кВ}$
Округляя до целых, получаем $U \approx 41$ кВ.
Ответ: Напряжение, под которым работает рентгеновская трубка, составляет приблизительно $41$ кВ.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10-11 класс, для упражнения номер 39.1 расположенного на странице 271 к задачнику 2008 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №39.1 (с. 271), авторов: Гельфгат (Илья Маркович), Генденштейн (Лев Элевич), Кирик (Леонид Анатольевич), профильный уровень обучения учебного пособия издательства Илекса.