Úlohy 22

22.1. (22-1)Na ktorej vlnovej dĺžke je intenzita žiarenia najväčšia z povrchu (a) Zeme, ktorá má teplotu 27 °C, (b) z povrchu Merkúru, ktorej teplota je 327 °C?

22.2. Na ktorej vlnovej dĺžke je intenzita najväčšia v prípade hviezdy (a) Antares, ktorej povrchová teplota je 3200 °C, (b) v prípade hviezdy Sírius, ktorej povrchová teplota je 9700 °C?

22.3. Aká je povrchová teplota tej hviezdy, ktorej žiarenie je najintenzívnejšie na vlnovej dĺžke 2000 Å?

22.4. Aká je teplota platne, z ktorej povrchu vyžiarené svetlo je najintenzívnejšie na vlnovej dĺžke 1200 nm?

22.5. Akým výkonom (W∕m2) žiari približne (a) povrch Zeme (pozri úlohu 22.1), (b) povrch Síria (pozri úlohu 22.2)?

22.6. V akom pomere je výkon žiarenia pripadajúca na jednotku plochy Síria a hviezdy Antares (pozri úlohu 22.2)?

22.7. Napätie na vlákne žiarovky nastavíme tak, aby teplota vlákna bola 1500 K, vtedy je výkon odovzdaný vláknu 25 W. Napätie zvýšime tak, kým vláknu odovzdaný výkon dosiahol hodnotu 50 W. Aká je teplota vlákna teraz?

22.8. Výhrevné teleso pri prijatom výkone 200 W má teplotu 1200 K. Aký bude výkon odovzdaný výhrevnému telesu, ak jeho teplota sa zvýši na 1800 K?

22.9. (22-4)Aká je energia kvanta žiarenia (a) rádiovej vlny, ktorej frekvencia je 870 kHz; (b) kvanta zeleného svetla vlnovej dĺžky λ = 550 nm; (c) kvanta röntgenového žiarenia, ktorej vlnová dĺžka λ = 0,6 Å?

22.10. Aká je energia (a) kvanta žiarenia rádiových vĺn s frekvenciou 1490 kHz; (b) fotónu infračerveného svetla vlnovej dĺžky λ = 2000 nm; (c) fotónu röntgenového žiarenia s vlnovo dĺžkou λ = 6 × 10−3 Å?

22.11. Energia fotónu je 10−19 J, aká je jeho vlnová dĺžka?

22.12. Aká je vlnová dĺžka fotónu, ak jeho energia je 3 × 10−22 J?

22.13. (22-5)Koľko energie potreba k tomu, aby sme jeden elektrón vyrazili zo striebornej platne?

22.14. Koľko energie potrebujeme k tomu, aby sme z atómu platiny uvoľnili jeden elektrón?

22.15. Na povrch draslíka dopadá žlté svetlo (λ = 5890 Å). (Experiment musíme robiť vo vákuu, aby sme predišli oxidácii draslíka na vzduchu.)
(a) Koľko práce musíme vykonať, aby sme uvoľnili z  atómu draslíka jeden elektrón? (b) Koľko energie prenáša jeden fotón v  uvedenom žltom svetle? (c) Akou kinetickou energiou vyletia elektróny z  povrchu draslíka, ak na neho dopadne spomínané žlté svetlo? (d) Aká je rýchlosť týchto elektrónov?

22.16. Striebornú platňu osvetľujeme monochromatickým svetlom vlnovej dĺžky λ = 1810 Å. (a) Koľko práce je treba k uvoľneniu jedného elektrónu? (b) Koľko energie prenáša každý jeden dopadajúci fotón? (c) Akou kinetickou energiou môže vyletieť jeden fotoelektrón? (d) Aká je maximálna rýchlosť vylietajúcich elektrónov?

22.17. Akú frekvenciu musí mať svetlo pri dopade na striebornú plochu, aby uvoľnené elektróny mali rýchlosť 106 m/s?

22.18. Akú frekvenciu malo svetlo dopadajúce na draslík, ak po dopade na jeho povrch sa uvoľnili elektróny, ktorých rýchlosť bola 6,7 × 107 cm/s?

22.19. (21-6)V comptonovskej interakcii sa fotón röntgenového žiarenia s vlnovou dĺžkou λ = 1,00 Å zrazí s elektrónom. Elektrón poletí ďalej s  kinetickou energiou 4 × 10−17 J. Aká je vlnová dĺžka rozptýleného fotónu?

22.20. Fotón s vlnovou dĺžkou λ = 1,50 Å comptonovsky interaguje s elektrónom. Vlnová dĺžka rozptýleného fotónu je 1,54 Å. Aká je kinetická energia rozptýleného elektrónu? Aká je jeho rýchlosť?