17.1 Promieniowanie termiczne
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1 (3 pkt)
Oblicz i porównaj:
a) Długość fali odpowiadającą maksymalnej mocy promieniowania termicznego śniegu o temperaturze $0^\circ\text{C}$.
b) Porównaj ją z długością fali czerwonego światła widzialnego.
c) Porównaj ją z długością mikrofal z kuchenki ($f = 2000 \text{ MHz}$).
Zadanie 2 (2 pkt)
Oblicz maksymalną i minimalną temperaturę ciała, którego maksymalna moc promieniowania przypada na promieniowanie podczerwone (IR) w zakresie od 1 $\mu$m do 10 $\mu$m.
Zadanie 3 (2 pkt)
Oblicz, jaką energię ma kwant światła:
a) żółtego o długości fali 580 nm.
b) niebieskiego o długości fali 450 nm.
Zadanie 4 (3 pkt)
Czerwony laser emituje światło o mocy 100 mW. Oblicz, ile kwantów światła emituje w ciągu sekundy.
Zadanie 5 (5 pkt)
Początkowo ciało doskonale czarne o powierzchni $S$ miało temperaturę $T = 5000\,\text{K}$. Po zmianach, połowa jego powierzchni ostygła o $\Delta T = 500\,\text{K}$, a druga połowa została podgrzana o $\Delta T = 500\,\text{K}$.
a) Oblicz, ile razy całkowita moc wypromieniowana po zmianach różni się od mocy początkowej.
b) Określ, jaka część całkowitej powierzchni powinna ulec ochłodzeniu, aby moc promieniowania nie zmieniła się w porównaniu z początkową.
Grupa B
Zadanie 1 (3 pkt)
Oblicz i porównaj:
a) Długość fali odpowiadającą maksymalnej mocy promieniowania termicznego śniegu o temperaturze $-20^\circ\text{C}$.
b) Porównaj ją z długością fali czerwonego światła widzialnego.
c) Porównaj ją z długością mikrofal z kuchenki ($f = 2400 \text{ MHz}$).
Zadanie 2 (2 pkt)
Oblicz maksymalną i minimalną temperaturę ciała, którego maksymalna moc promieniowania przypada na promieniowanie ultrafioletowe (UV) w zakresie od 100 nm do 200 nm.
Zadanie 3 (2 pkt)
Oblicz, jaką energię ma kwant światła:
a) zielonego o długości fali 520 nm.
b) ultrafioletowego o długości fali 300 nm.
Zadanie 4 (3 pkt)
Zielony laser emituje światło o mocy 25 mW. Oblicz, ile kwantów światła emituje w ciągu sekundy.
Zadanie 5 (5 pkt)
Początkowo ciało doskonale czarne o powierzchni $S$ miało temperaturę $T = 2000\,\text{K}$. Po zmianach, połowa jego powierzchni ostygła o $\Delta T = 500\,\text{K}$, a druga połowa została podgrzana o $\Delta T = 500\,\text{K}$.
a) Oblicz, ile razy całkowita moc wypromieniowana po zmianach różni się od mocy początkowej.
b) Określ, jaka część całkowitej powierzchni powinna ulec ochłodzeniu, aby moc promieniowania nie zmieniła się w porównaniu z początkową.