17.4 Foton jako cząstka
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1 (3 pkt)
Progowa czułość oka dla fali o długości $\lambda = 550\text{ nm}$ odpowiada mocy $P = 2,80 \cdot 10^{-17}\text{ W}$. Jaka liczba fotonów światła powinna padać na siatkówkę oka w czasie $t = 1\text{ s}$, aby wywołać widzenie tej barwy?
Zadanie 2 (2 pkt)
Laser emituje fotony o częstotliwości $f_L = 6,0 \cdot 10^{14}\ \text{Hz}$, a lampa rentgenowska – fotony o częstotliwości $f_R = 9,0 \cdot 10^{17}\ \text{Hz}$. Ile razy pęd fotonu emitowanego przez lampę rentgenowską jest większy od pędu fotonu emitowanego przez laser?
Zadanie 3 (4 pkt)
Dwa źródła $Z_1$ i $Z_2$ o tej samej mocy wysyłają światło o długościach odpowiednio: $\lambda_1 = 500 \text{ nm}$ i $\lambda_2 = 750 \text{ nm}$. Źródło $Z_1$ emituje $n = 2 \cdot 10^{17}$ fotonów w ciągu $t=1 \text{ s}$.
Oblicz wartość mocy tych źródeł i liczbę fotonów emitowanych przez źródło $Z_2$.
Zadanie 4 (4 pkt)
Atom helu emituje foton o energii $E = 1,2 \text{ eV}$. Oblicz prędkość odrzutu atomu helu. Przyjmij, że przed emisją atom był w spoczynku. Masa atomu helu $m=6,65 \cdot 10^{-27} \text{ kg}$.
Zadanie 5 (5 pkt)
Laser o mocy $P=5\text{ W}$ emituje fale o długości $\lambda = 532\text{ nm}$, które padają na lustrzaną powierzchnię i w $100\%$ się od niej odbijają.
a) Oblicz zmianę pędu pojedynczego fotonu w trakcie odbicia.
b) Oblicz liczbę fotonów uderzających o powierzchnię w ciągu $t=1\text{ s}$.
Grupa B
Zadanie 1 (3 pkt)
Progowa czułość oka dla fali o długości $\lambda = 600\text{ nm}$ odpowiada mocy $P = 4,00 \cdot 10^{-17}\text{ W}$. Jaka liczba fotonów światła powinna padać na siatkówkę oka w czasie $t = 1\text{ s}$, aby wywołać widzenie tej barwy?
Zadanie 2 (2 pkt)
Laser emituje fotony o częstotliwości $f_L = 4,0 \cdot 10^{14}\ \text{Hz}$, a lampa rentgenowska – fotony o częstotliwości $f_R = 8,0 \cdot 10^{19}\ \text{Hz}$. Ile razy pęd fotonu emitowanego przez lampę rentgenowską jest większy od pędu fotonu emitowanego przez laser?
Zadanie 3 (4 pkt)
Dwa źródła $Z_1$ i $Z_2$ o tej samej mocy wysyłają światło o długościach odpowiednio: $\lambda_1 = 400 \text{ nm}$ i $\lambda_2 = 600 \text{ nm}$. Źródło $Z_1$ emituje $n = 4 \cdot 10^{17}$ fotonów w ciągu $t=1 \text{ s}$.
Oblicz wartość mocy tych źródeł i liczbę fotonów emitowanych przez źródło $Z_2$.
Zadanie 4 (4 pkt)
Atom litu emituje foton o energii $E = 0,75 \text{ eV}$. Oblicz prędkość odrzutu atomu litu. Przyjmij, że przed emisją atom był w spoczynku. Masa atomu litu $m=1,16 \cdot 10^{-26} \text{ kg}$.
Zadanie 5 (5 pkt)
Laser o mocy $P=1\text{ W}$ emituje fale o długości $\lambda = 400\text{ nm}$, które padają na lustrzaną powierzchnię i w $100\%$ się od niej odbijają.
a) Oblicz zmianę pędu pojedynczego fotonu w trakcie odbicia.
b) Oblicz liczbę fotonów uderzających o powierzchnię w ciągu $t=1\text{ s}$.