Задание 22 ЕГЭ по физике · 2F6B86
Давление рентгеновского излучения
Монохроматическое рентгеновское излучение с длиной волны λ = 1,1·10 – 10 м падает по нормали на пластинку и создаёт давление Р = 1,26·10 – 6 Па. При этом 70% фотонов отражается, а остальные проходят сквозь пластинку. Определите концентрацию фотонов в пучке падающего излучения. Рассеянием и поглощением излучения пренебречь. Считать, что фотоны в пучке распределены равномерно.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Импульс одного фотона определяется через длину волны:
pγ=hλ
При отражении фотона от пластинки его импульс меняется на величину 2pγ. Проходящие фотоны не передают пластинке импульс, поскольку поглощением и рассеянием можно пренебречь.
Δp=2hλ
Если n — концентрация фотонов, то число фотонов, падающих на единицу площади за единицу времени, равно nc. С учётом доли отражённых фотонов η=0,70 давление равно:
P=ηnc⋅2hλ
Выразим концентрацию фотонов:
n=Pλ2ηhc
Подставим значения P=1,26⋅10−6 Па, λ=1,1⋅10−10 м, h=6,63⋅10−34 Дж⋅с и c=3,0⋅108 м/с:
n=1,26⋅10−6⋅1,1⋅10−102⋅0,70⋅6,63⋅10−34⋅3,0⋅108≈4,98⋅108 м−3
pγ=hλ
При отражении фотона от пластинки его импульс меняется на величину 2pγ. Проходящие фотоны не передают пластинке импульс, поскольку поглощением и рассеянием можно пренебречь.
Δp=2hλ
Если n — концентрация фотонов, то число фотонов, падающих на единицу площади за единицу времени, равно nc. С учётом доли отражённых фотонов η=0,70 давление равно:
P=ηnc⋅2hλ
Выразим концентрацию фотонов:
n=Pλ2ηhc
Подставим значения P=1,26⋅10−6 Па, λ=1,1⋅10−10 м, h=6,63⋅10−34 Дж⋅с и c=3,0⋅108 м/с:
n=1,26⋅10−6⋅1,1⋅10−102⋅0,70⋅6,63⋅10−34⋅3,0⋅108≈4,98⋅108 м−3
Пример ответа
Концентрация фотонов в падающем пучке: n ≈ 5,0 · 108 м−3.
Источник: Открытый банк ФИПИ 2F6B86
Похожие задания
22Тело движется прямолинейно с постоянным ускорением из состояния покоя. На некотором участке пути за 2 с…Время до участка движения · 08300622Фототок с литиевого фотокатода, освещаемого монохроматическим излучением с длиной волны l0, прекращается при…Определение длины волны фотокатода · 0B795422Груз массой m = 2,0 кг и объёмом V = 10^( – 3) м^(3), подвешенный на тонкой нити, целиком погружён в жидкость…Плотность жидкости по силе Архимеда · 16C3B922Автомобиль массой 1700 кг двигался по дороге. Его положение на дороге изменялось согласно графику зависимости…Максимальная кинетическая энергия автомобиля · 17257D22Однородный цилиндр объёмом 4·10^(–4) м^(3) подвешен на нити и наполовину погружён в воду. Какова плотность…Плотность цилиндра в воде · 1F1FD622Нить, удерживающая лёгкую пружину в сжатом состоянии, внезапно оборвалась (см. рисунок). На сколько…Расчётная задача: механика · 24CD61
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.