Fizyka IV BC zadania domowe seria III
1. Wiązka fotonów pada prostopadle na powierzchnię katody lampy elektronowej. Moc promieniowania na jednostkę powierzchni P0=10 W/m2. Praca wyjścia elektronu z materiału katody W=15 eV.
a)jaka jest graniczna długość fali fotonu przy której zajdzie zjawisko fotoelektryczne?
b)Przyjmując, że długość fali fotonu jest dwukrotnie mniejsza od długości granicznej, znaleźć gęstość natężenie prądu płynącego w lampie oraz maksymalną prędkość elektronu.
2.W zderzeniu z fotonem swobodny i początkowo spoczywający elektron uzyskuje prędkość v=c/2. Obliczyć długość fali λ’ fotonu rozproszonego i długość fali λ fotonu padającego oraz kąt rozpraszania θ, jeśli elektron i rozproszony foton biegną pod takim samym kątem do kierunku fotonu padającego.
3.W wyniku rozproszenia Comptona wybity elektron ma w szczególnym przypadku pęd |p| = mec. Dla jakiej najmniejszej energii fotonu taki proces jest możliwy? Jaki jest kąt
rozproszenia fotonu jeśli energia fotonu padającego wynosi mec2.
4. W wyniku rozpraszania komptonowskiego foton został odchylony o kąt 60o. Wyznacz
energię fotonów padającego i rozproszonego, jeśli prędkość protonu wynosi v=(√3/2)c.
5. Pęd fotonu rozproszonego w zjawisku Comptona jest dwa razy mniejszy od pędu elektronu.
Oblicz kąt rozproszenia fotonu, jeżeli wektor prędkości elektronu tworzy kąt 20o z kierunkiem padającego fotonu. Ile razy wzrosła długość fali protonu?
6. Oblicz maksymalną energię kinetyczną, którą może uzyskać swobodny i spoczywający elektron w zderzeniu z fotonem o częstości ν=1019Hz.
7. Foton o energii E zderza się ze swobodną cząstką o masie m.
a) wyznacz maksymalną energię odrzutu elektronu
b) czy foton o długości fali 400 nm mógłby wybijać elektrony z metalu w wyniku rozpraszania Comptona?
8. W zjawisku Comptona w pewnych przypadkach kąt między kierunkiem elektronu i
rozproszonego fotonu jest kątem prostym. Jaka jest energia rozproszonego fotonu i jaki jest związek między długością fali fotonu padającego od kąta rozproszenia? Czy zjawisko to możliwe jest dla wszystkich energii padających fotonów?
9. Foton o energii 374 keV został rozproszony na nieruchomym elektronie swobodnym.
Znaleźć kąt między kierunkami wylotu elektronu odrzutu i rozproszonego fotonu, jeśli komptonowskie przesunięcie długości fali fotonu wynosi 0.012 Å.
