Курс физики технического университета

На главную
Молекулярная физика
Карта сайта

ЭФФЕКТ КОМПТОНА.

Примеры решения задач

Пример 2. Параллельный пучок света длиной волны 500 нм падает нормально на зачерненную поверхность, производя давление p=10 мкПа. Определить: 1) концентрацию п фотонов в пучке, 2) число n1 фотонов, падающих на поверхность площадью 1 м2 за время 1 с.

Решение. 1. Концентрация п фотонов в пучке может быть найдена, как частное от деления объемной плотности энергии w на энергию ε одного фотона:

n=w/ε (1)

Из формулы p=w(1+ρ), определяющей давление света, где ρ-коэффициент отражения, найдем

w = p/(ρ+1). (2)

Какое количество теплоты Q выделится, если азот массой т=1 г, взятый при температуре T=280 К под давлением p1=0,1 МПа, изотермически сжать до давления p2=l МПа?

Подставив выражение для w из уравнения (2) в формулу (1), получим

  n = ρ/[(ρ+1)*ε].  (3)

Энергия фотона зависит от частоты υ, а следовательно, и от длины световой волны λ:

 ε = = hc/λ (4)

 Подставив выражение для энергии фотона в формулу (3), опре­делим искомую концентрацию фотонов:

 n = (ρλ)/[(ρ+1)*ε].  (5)

Коэффициент отражения ρ для зачерненной поверхности прини­маем равным нулю.

Подставив числовые значения в формулу (5), получим

n=2,52*1013 м-3.

2. Число n1 фотонов, падающих на поверхность площадью 1 м2 за время 1 с, найдем из соотношения n1=N/(St), где N — число фо­тонов, падающих за время t на поверхность площадью S. Но N=ncSt, следовательно,

n1=(ncSt)/(St)=nc

Подставив сюда значения п и с, получим

n1=7,56*1021 м-2-1.


На главную