Сборник задач и 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