Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ростовская-на-Дону государственная академия

сельскохозяйственного машиностроения

Кафедра «Физика»

Квантовая Оптика

Методические указания

к типовому расчету по физике

для студентов 2-го курса технических специальностей

всех форм обучения

Ростов-на-Дону

2006

Составители:

кандидат физико-математических наук, доцент В.А. Ваган

кандидат педагогических наук, доцент И.И. Джужук

кандидат физико-математических наук, доцент В.В. Шегай

УДК 537.8

Оптика: Метод. указания к типовому расчету по физике /РГАСХМ ГОУ, Ростов н/Д, 2006. — 25 с.

Дается необходимый теоретический материал, примеры решения задач и варианты заданий для самостоятельной работы.

Предназначены для студентов 2-го курса технических специальностей всех форм обучения.

Печатается по решению редакционно-издательского совета академии

Рецензент	кандидат физико-математических наук, доцент
Научный редактор	кандидат физико-математических наук, доцент	В.А. Ваган

©

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ростовская-на-Дону государственная академия сельскохозяйственного машиностроения, 2006

Содержание

Краткие теоретические сведения ........................................................... 3

Примеры решения задач ......................................................................... 5

Варианты типовых заданий ....................................................................10

Задачи для самостоятельного решения .................................................11

Литература ...............................................................................................24

Краткие теоретические сведения

Энергетическая светимостьабсолютно черного тела, т. е. энергия, излучаемая в секунду единицей поверхности абсолютно черного тела, определяется позакону Стефана-Больцмана:

R =T⁴,

где = 5,6710^–8Вт/(м²К⁴) — постоянная Стефана-Больцмана;T— абсолютная температура тела.

Если излучающее тело не является абсолютно черным, то энергетическая светимость определяется выражением:

R =kT⁴,

где k1 — коэффициент «серости» тела.

Закон смещения Вина. Длина волны_m, на которую приходится максимум испускательной способности тела обратно пропорциональна абсолютной температуре тела:

_m=b/T,

где b= 2,910^–3мК — постоянная Вина.

Энергия кванта света(фотона):E=h,

где h= 6,62510^–34Джс — постоянная Планка;— частота света.

Импульс фотона:p=h/c,

где с= 310⁸м/с — скорость света в вакууме.

Масса фотона:m=h/c².

Световое давлениеопределяется выражением:

Р=Е(1+)/с,

где Е— энергия, падающая перпендикулярно на единицу поверхности за единицу времени;— коэффициент отражения света.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

где А— работа выхода электрона из металла;m— масса электрона;v— максимальная скорость вылетевших электронов.

Если v = 0, то ,

где ₀— частота, соответствующая красной границе фотоэффекта.

Максимальная кинетическая энергия электрона связана с задерживающим напряжением:

где e= 1,610^–19Кл — заряд электрона;U_з— задерживающее напряжение.

Изменение длины волны рентгеновского излучения при комптоновском рассеяниифотона на свободном электроне определяется формулой:

где — угол между направлением движения рассеянного фотона с длиной волны^/— и налетающего фотона с длиной волны;m— масса покоя электрона.

Масса тела, движущегося со скоростью v, определяется соотношением:

где m₀ — масса покоящегося тела.

При движении тела его масса возрастает.

Полная энергия тела:E=mc².

Энергия покоящегося тела: E₀=m₀c².

Кинетическая энергия тела:Е_к=mc²–m₀c².