1) Яким є показник заломлення води та швидкість світла у воді, якщо пучок світла, переходячи з повітря у воду, має кут падіння 50 градусів та кут заломлення 35 градусів, а швидкість світла у повітрі - 299,8 тис. км/с?
2) Які значення імпульсу та маси фотона червоного світла, довжина хвилі якого становить 720 нм?
3) Яка є максимальна кінетична енергія йодоелектрона при опроміненні міді ультрафіолетовим світлом з довжиною хвилі 0,18 мкм, якщо червона межа фотоефекту для міді становить 282 нм?
2) Які значення імпульсу та маси фотона червоного світла, довжина хвилі якого становить 720 нм?
3) Яка є максимальна кінетична енергія йодоелектрона при опроміненні міді ультрафіолетовим світлом з довжиною хвилі 0,18 мкм, якщо червона межа фотоефекту для міді становить 282 нм?
Misticheskiy_Drakon
1) Показник заломлення води (n) может быть определен с использованием закона Снеллиуса, который гласит:
\[ n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2) \]
где n_1 и n_2 - показатели преломления среды 1 и среды 2 соответственно, \(\theta_1\) и \(\theta_2\) - углы падения и преломления.
В данной задаче воздух является средой 1, а вода - средой 2.
У нас есть следующие данные:
\(\theta_1 = 50\) градусов
\(\theta_2 = 35\) градусов
\(n_1\) соответствует показателю преломления воздуха \(n_1 = 1\) (поскольку показатель преломления воздуха приближенно равен 1)
Таким образом, нам нужно найти значение показателя преломления воды \(n_2\).
Подставляя известные значения в закон Снеллиуса, получим:
\[ 1 \cdot \sin(50^\circ) = n_2 \cdot \sin(35^\circ) \]
Перенесем \( \sin(35^\circ) \) влево и поделим обе стороны уравнения на \( \sin(50^\circ) \):
\[ n_2 = \frac{\sin(50^\circ)}{\sin(35^\circ)} \]
Пользуясь тригонометрическими тождествами и калькулятором, получаем \( n_2 \approx 1.37 \).
Теперь рассмотрим вторую часть задачи. Швидкість світла в среді связана с показником преломления по формуле:
\[ v = \frac{c}{n} \]
где \( v \) - скорость света в среде, \( c \) - скорость света в вакууме и \( n \) - показатель преломления среды.
У нас есть следующие данные:
\( c = 299,8 \) тыс. км/с (скорость света в вакууме)
\( n = n_2 \) (показатель преломления воды)
Подставляя известные значения, получим:
\[ v = \frac{299,8}{1.37} \approx 218.69 \] тыс. км/с.
Итак, показатель преломления воды составляет примерно 1.37, а скорость света в воде примерно 218.69 тыс. км/с.
2) Чтобы определить значение импульса и массы фотона, воспользуемся следующими формулами:
\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]
\[ p = \frac{E}{c} \]
\[ m = \frac{p}{c} \]
где \( E \) - энергия фотона, \( h \) - постоянная Планка (\( 6.62607015 \times 10^{-34} \) Дж·с), \( \lambda \) - длина волны света, \( p \) - импульс фотона, \( c \) - скорость света в вакууме, \( m \) - масса фотона.
Мы знаем следующие данные:
\( \lambda = 720 \) нм (длина волны фотона красного света)
Подставляя известные значения в формулу для энергии фотона, получим:
\[ E = \frac{ (6.62607015 \times 10^{-34}) \cdot (299,8 \times 10^{3}) }{ 720 \times 10^{-9} } \]
Вычисления дают \( E \approx 2.75 \times 10^{-19} \) Дж.
Теперь, подставляя значение энергии фотона в формулу для импульса, получаем:
\[ p = \frac{2.75 \times 10^{-19}}{299,8 \times 10^{3}} \]
Вычисления дают \( p \approx 9.17 \times 10^{-28} \) кг·м/с.
Наконец, подставляя значение импульса в формулу для массы фотона, получаем:
\[ m = \frac{9.17 \times 10^{-28}}{299,8 \times 10^{3}} \]
Вычисления дают \( m \approx 3.06 \times 10^{-35} \) кг.
Итак, импульс фотона красного света примерно равен \( 9.17 \times 10^{-28} \) кг·м/с, а его масса примерно \( 3.06 \times 10^{-35} \) кг.
3) Максимальная кинетическая энергия электрона, выбиваемого ультрафиолетовым светом из меди, может быть определена с использованием формулы фотоэффекта:
\[ E_{\text{к}} = E_{\text{фотона}} - \varphi \]
где \( E_{\text{к}} \) - кинетическая энергия электрона, \( E_{\text{фотона}} \) - энергия фотона, \(\varphi\) - работа выхода.
Мы знаем следующие данные:
\( \lambda = 0.18 \) мкм (длина волны ультрафиолетового света)
\( \lambda_{\text{красная}} = 0.656 \) мкм (длина волны красного света)
\( \varphi_{\text{медь}} = 4.7 \) эВ (работа выхода для меди)
Чтобы найти энергию фотона ультрафиолетового света (\( E_{\text{фотона}} \)), воспользуемся формулой:
\[ E_{\text{фотона}} = \frac{hc}{\lambda} \]
Подставляя известные значения, получим:
\[ E_{\text{фотона}} = \frac{ (6.62607015 \times 10^{-34}) \cdot (299,8 \times 10^{3}) }{ 0.18 \times 10^{-6} } \]
Вычисления дают \( E_{\text{фотона}} \approx 3.48 \times 10^{-19} \) Дж.
Теперь мы можем найти максимальную кинетическую энергию электрона:
\[ E_{\text{к}} = (3.48 \times 10^{-19}) - (4.7 \times 1.602176634 \times 10^{-19}) \]
Вычисления дают \( E_{\text{к}} \approx -3.65 \times 10^{-20} \) Дж.
Знак отрицательной кинетической энергии указывает на то, что энергия фотона ультрафиолетового света недостаточна для выхода электрона из меди.
Окончательно, максимальная кинетическая энергия йодоэлектрона при опрометнием меди ультрафиолетовым светом с длиной волны 0.18 мкм составляет примерно -3.65 x 10^-20 Дж.
\[ n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2) \]
где n_1 и n_2 - показатели преломления среды 1 и среды 2 соответственно, \(\theta_1\) и \(\theta_2\) - углы падения и преломления.
В данной задаче воздух является средой 1, а вода - средой 2.
У нас есть следующие данные:
\(\theta_1 = 50\) градусов
\(\theta_2 = 35\) градусов
\(n_1\) соответствует показателю преломления воздуха \(n_1 = 1\) (поскольку показатель преломления воздуха приближенно равен 1)
Таким образом, нам нужно найти значение показателя преломления воды \(n_2\).
Подставляя известные значения в закон Снеллиуса, получим:
\[ 1 \cdot \sin(50^\circ) = n_2 \cdot \sin(35^\circ) \]
Перенесем \( \sin(35^\circ) \) влево и поделим обе стороны уравнения на \( \sin(50^\circ) \):
\[ n_2 = \frac{\sin(50^\circ)}{\sin(35^\circ)} \]
Пользуясь тригонометрическими тождествами и калькулятором, получаем \( n_2 \approx 1.37 \).
Теперь рассмотрим вторую часть задачи. Швидкість світла в среді связана с показником преломления по формуле:
\[ v = \frac{c}{n} \]
где \( v \) - скорость света в среде, \( c \) - скорость света в вакууме и \( n \) - показатель преломления среды.
У нас есть следующие данные:
\( c = 299,8 \) тыс. км/с (скорость света в вакууме)
\( n = n_2 \) (показатель преломления воды)
Подставляя известные значения, получим:
\[ v = \frac{299,8}{1.37} \approx 218.69 \] тыс. км/с.
Итак, показатель преломления воды составляет примерно 1.37, а скорость света в воде примерно 218.69 тыс. км/с.
2) Чтобы определить значение импульса и массы фотона, воспользуемся следующими формулами:
\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]
\[ p = \frac{E}{c} \]
\[ m = \frac{p}{c} \]
где \( E \) - энергия фотона, \( h \) - постоянная Планка (\( 6.62607015 \times 10^{-34} \) Дж·с), \( \lambda \) - длина волны света, \( p \) - импульс фотона, \( c \) - скорость света в вакууме, \( m \) - масса фотона.
Мы знаем следующие данные:
\( \lambda = 720 \) нм (длина волны фотона красного света)
Подставляя известные значения в формулу для энергии фотона, получим:
\[ E = \frac{ (6.62607015 \times 10^{-34}) \cdot (299,8 \times 10^{3}) }{ 720 \times 10^{-9} } \]
Вычисления дают \( E \approx 2.75 \times 10^{-19} \) Дж.
Теперь, подставляя значение энергии фотона в формулу для импульса, получаем:
\[ p = \frac{2.75 \times 10^{-19}}{299,8 \times 10^{3}} \]
Вычисления дают \( p \approx 9.17 \times 10^{-28} \) кг·м/с.
Наконец, подставляя значение импульса в формулу для массы фотона, получаем:
\[ m = \frac{9.17 \times 10^{-28}}{299,8 \times 10^{3}} \]
Вычисления дают \( m \approx 3.06 \times 10^{-35} \) кг.
Итак, импульс фотона красного света примерно равен \( 9.17 \times 10^{-28} \) кг·м/с, а его масса примерно \( 3.06 \times 10^{-35} \) кг.
3) Максимальная кинетическая энергия электрона, выбиваемого ультрафиолетовым светом из меди, может быть определена с использованием формулы фотоэффекта:
\[ E_{\text{к}} = E_{\text{фотона}} - \varphi \]
где \( E_{\text{к}} \) - кинетическая энергия электрона, \( E_{\text{фотона}} \) - энергия фотона, \(\varphi\) - работа выхода.
Мы знаем следующие данные:
\( \lambda = 0.18 \) мкм (длина волны ультрафиолетового света)
\( \lambda_{\text{красная}} = 0.656 \) мкм (длина волны красного света)
\( \varphi_{\text{медь}} = 4.7 \) эВ (работа выхода для меди)
Чтобы найти энергию фотона ультрафиолетового света (\( E_{\text{фотона}} \)), воспользуемся формулой:
\[ E_{\text{фотона}} = \frac{hc}{\lambda} \]
Подставляя известные значения, получим:
\[ E_{\text{фотона}} = \frac{ (6.62607015 \times 10^{-34}) \cdot (299,8 \times 10^{3}) }{ 0.18 \times 10^{-6} } \]
Вычисления дают \( E_{\text{фотона}} \approx 3.48 \times 10^{-19} \) Дж.
Теперь мы можем найти максимальную кинетическую энергию электрона:
\[ E_{\text{к}} = (3.48 \times 10^{-19}) - (4.7 \times 1.602176634 \times 10^{-19}) \]
Вычисления дают \( E_{\text{к}} \approx -3.65 \times 10^{-20} \) Дж.
Знак отрицательной кинетической энергии указывает на то, что энергия фотона ультрафиолетового света недостаточна для выхода электрона из меди.
Окончательно, максимальная кинетическая энергия йодоэлектрона при опрометнием меди ультрафиолетовым светом с длиной волны 0.18 мкм составляет примерно -3.65 x 10^-20 Дж.
Знаешь ответ?
О проекте
Мы такая же школота как ты ;)
Предметы
Русский язык- Математика
- Геометрия
- Музыка
- История
- Экономика
- Литература
- Алгебра
- Другие предметы
- Физика
- Информатика
- Обществознание
- География
- Немецкий язык
- Химия
- Английский язык
- Психология
- Українська мова
- Окружающий мир
- Биология
- Беларуская мова
- Қазақ тiлi
- Право
- ОБЖ
- Українська література
- МХК
- Французский язык
