Вариант 3, страница 31 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: фиолетовый
ISBN: 978-5-09-097-598-8
Популярные ГДЗ в 11 классе
Самостоятельная работа № 1. Фотоны. Кванты излучения. Кванты света. Фотоэффект. Квантовая физика - страница 31.
Вариант 3 (с. 31)
Условие. Вариант 3 (с. 31)
скриншот условия

Вариант 3
1. Длина волны монохроматического излучения $0,5 \text{ мкм}$. Энергия какого количества фотонов соответствует энергии неподвижного электрона?
2. Мощность лампы $60 \text{ Вт}$. Какое количество фотонов с частотой $2,5 \cdot 10^{14} \text{ Гц}$ эта лампа излучает за одну секунду?
Решение. Вариант 3 (с. 31)
1.
Дано:
Длина волны, $\lambda = 0,5 \text{ мкм}$
Масса покоя электрона, $m_e \approx 9,11 \cdot 10^{-31} \text{ кг}$
Скорость света в вакууме, $c \approx 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}$
Постоянная Планка, $h \approx 6,63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с}$
Перевод в систему СИ:
$\lambda = 0,5 \text{ мкм} = 0,5 \cdot 10^{-6} \text{ м}$
Найти:
Количество фотонов, $N$.
Решение:
Энергия покоя неподвижного электрона определяется по формуле Эйнштейна для полной энергии:
$E_e = m_e c^2$
Энергия одного фотона связана с его длиной волны $\lambda$ соотношением:
$E_{ф} = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$
Согласно условию задачи, суммарная энергия $N$ фотонов должна быть равна энергии покоя электрона:
$N \cdot E_{ф} = E_e$
Подставим выражения для энергий и выразим искомое количество фотонов $N$:
$N \cdot \frac{hc}{\lambda} = m_e c^2$
Сократив на $c$, получим:
$N = \frac{m_e c \lambda}{h}$
Подставим числовые значения и произведем вычисления:
$N = \frac{9,11 \cdot 10^{-31} \text{ кг} \cdot 3 \cdot 10^8 \text{ м/с} \cdot 0,5 \cdot 10^{-6} \text{ м}}{6,63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с}} = \frac{13,665 \cdot 10^{-29}}{6,63 \cdot 10^{-34}} \approx 2,061 \cdot 10^5$
Ответ: энергия примерно $2,06 \cdot 10^5$ фотонов соответствует энергии неподвижного электрона.
2.
Дано:
Мощность лампы, $P = 60 \text{ Вт}$
Частота излучения, $\nu = 2,5 \cdot 10^{14} \text{ Гц}$
Время, $t = 1 \text{ с}$
Постоянная Планка, $h \approx 6,63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с}$
Найти:
Количество фотонов, $N$.
Решение:
Общая энергия $E$, излучаемая лампой мощностью $P$ за время $t$, равна:
$E = P \cdot t$
Энергия одного фотона с частотой $\nu$ вычисляется по формуле Планка:
$E_{ф} = h \nu$
Общая энергия излучения равна произведению количества излученных фотонов $N$ на энергию одного фотона:
$E = N \cdot E_{ф}$
Приравняем выражения для общей энергии, чтобы найти количество фотонов:
$P \cdot t = N \cdot h \nu$
$N = \frac{P \cdot t}{h \nu}$
Подставим числовые значения в формулу:
$N = \frac{60 \text{ Вт} \cdot 1 \text{ с}}{6,63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с} \cdot 2,5 \cdot 10^{14} \text{ Гц}} = \frac{60}{16,575 \cdot 10^{-20}} \approx 3,62 \cdot 10^{20}$
Ответ: за одну секунду лампа излучает примерно $3,62 \cdot 10^{20}$ фотонов.
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 11 класс, для упражнения Вариант 3 расположенного на странице 31 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 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 Вариант 3 (с. 31), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.