Применять уравнение фотоэффекта, формулу энергии фотона и законы физики атома и ядра.
Фотоны, фотоэффект и ядерная физика
Фотоны, фотоэффект и ядерная физика
Макс Планк предположил, что энергия излучается и поглощается порциями — квантами. Энергия одного фотона: E = hν = hc/λ, где h = 6,626·10⁻³⁴ Дж·с — постоянная Планка, ν — частота, λ — длина волны, c = 3·10⁸ м/с. Импульс фотона: p = E/c = h/λ. Внимание: длину волны надо переводить из нанометров в метры (1 нм = 10⁻⁹ м), а энергию — из электронвольт в джоули (1 эВ = 1,6·10⁻¹⁹ Дж).
Фотоэффект — вырывание электронов из металла под действием света. Уравнение Эйнштейна: hν = Aвых + Ek max, где Aвых — работа выхода электрона, Ek max = mv²/2 — максимальная кинетическая энергия электрона. Красная граница фотоэффекта: ν₀ = Aвых/h (минимальная частота, при которой фотоэффект ещё возможен). При ν < ν₀ фотоэффект не происходит вне зависимости от интенсивности света.
Постулаты Бора: атом существует в стационарных состояниях с определёнными энергиями; при переходе с уровня n₂ на n₁ испускается (или поглощается) фотон с энергией hν = E₂ − E₁. Чем ниже уровень, тем меньше энергия (основное состояние — наинизшее). В задачах часто требуется определить длину волны фотона по разности энергетических уровней.
Ядро состоит из Z протонов и N нейтронов; массовое число A = Z + N. Дефект массы Δm = Z·mₚ + N·mₙ − mядра; энергия связи Есв = Δm·c². При радиоактивных распадах выполняются законы сохранения: суммы массовых чисел и суммы зарядовых чисел в обеих частях реакции равны. Α-распад: ядро теряет ₂⁴He; β⁻-распад: нейтрон превращается в протон, испускается электрон и антинейтрино (Z увеличивается на 1, A не меняется); γ-излучение не меняет Z и A. Период полураспада T₁/₂: за каждый период активность и число ядер уменьшаются вдвое: N(t) = N₀·(1/2)^(t/T₁/₂).
Lesson notes
Фотоны, фотоэффект и ядерная физика
Макс Планк предположил, что энергия излучается и поглощается порциями — квантами. Энергия одного фотона: E = hν = hc/λ, где h = 6,626·10⁻³⁴ Дж·с — постоянная Планка, ν — частота, λ — длина волны, c = 3·10⁸ м/с. Импульс фотона: p = E/c = h/λ. Внимание: длину волны надо переводить из нанометров в метры (1 нм = 10⁻⁹ м), а энергию — из электронвольт в джоули (1 эВ = 1,6·10⁻¹⁹ Дж).
Фотоэффект — вырывание электронов из металла под действием света. Уравнение Эйнштейна: hν = Aвых + Ek max, где Aвых — работа выхода электрона, Ek max = mv²/2 — максимальная кинетическая энергия электрона. Красная граница фотоэффекта: ν₀ = Aвых/h (минимальная частота, при которой фотоэффект ещё возможен). При ν < ν₀ фотоэффект не происходит вне зависимости от интенсивности света.
Постулаты Бора: атом существует в стационарных состояниях с определёнными энергиями; при переходе с уровня n₂ на n₁ испускается (или поглощается) фотон с энергией hν = E₂ − E₁. Чем ниже уровень, тем меньше энергия (основное состояние — наинизшее). В задачах часто требуется определить длину волны фотона по разности энергетических уровней.
Ядро состоит из Z протонов и N нейтронов; массовое число A = Z + N. Дефект массы Δm = Z·mₚ + N·mₙ − mядра; энергия связи Есв = Δm·c². При радиоактивных распадах выполняются законы сохранения: суммы массовых чисел и суммы зарядовых чисел в обеих частях реакции равны. Α-распад: ядро теряет ₂⁴He; β⁻-распад: нейтрон превращается в протон, испускается электрон и антинейтрино (Z увеличивается на 1, A не меняется); γ-излучение не меняет Z и A. Период полураспада T₁/₂: за каждый период активность и число ядер уменьшаются вдвое: N(t) = N₀·(1/2)^(t/T₁/₂).