Методические указания к практическим занятиям по физике часть III колебания, волны, оптика

Задача3. 
В результате эффекта Комптона фотон при соударении с электроном был
рассеян на угол
= 90° . Энергия ε’ рассеянного фотона равна 0,4 МэВ.
Определить энергию ε фотона до рассеяния.

---

Страница 91

Решение. 
Для определения энергии первичного фотона воспользуемся формулой
Комптона в виде
’ – = 2
2
(1)
Эту формулу преобразуем следующим образом: 1) выразим длины волн
λ’ и λ через энергии ε’ и ε соответствующих фотонов, воспользовавшись
соотношением
=
2) умножим числитель и знаменатель правой части
формулы на “c”. Тогда получим
−
=
2
сократив на hc, выразим из этой формулы
искомую энергию:
=
̛
̛
=
̛
̛
(2),
где
= 0,51 э энергия покои электрона.
Вычисления по формуле (2) удобнее ввести во внесистемных единицах
=
, ∙ ,
,
∙ ,
°
= 1,85 МэВ.
Задача4. 
Пучок монохроматического света с длиной волны
= 663 нм падает
нормально на зеркальную плоскую поверхность. Поток энергии
ф = 0,6 Вт.
Определить F давления, испытываемую этой поверхностью, а также число N
фотонов, падающих на нее за время
= 5 с.
Решение.
Сила светового давления на поверхность равна произведению светового
давления p на площадь S поверхности
=
(1)
Световое давление на поверхность может быть найдено по формуле:
=
С
( + 1) (2)
Поставляя выражение (2) в формулу (1), получим
=
∙
С
( + 1) (3)
Так как произведение облученности Е на площадь S поверхности равно
потоку энергии излучения Ф, то соотношение (3) можно переписать в виде
=
Ф
С
( + 1)
После подстановки значений A и с учетом, что
= 1 (поверхность
зеркальная), получим
=
0,6 ∙ 2
3 ∙ 10
= 4 ∙ 10 = 4 н
Число N фотонов, падающих за время t на поверхность, определяется по
формуле:
=
ф
.
Выразив в этой формуле энергию фотона через длину волны, получим
=
ф
.
Произведем вычисления
=
, ∙
∙
∙
,
∙
∙ ∙
= 10 .

---

Страница 92