Тема: линзы пучок света (диаметр d= 2,7 см) параллельный главной оптической оси падает на рассеивающую линзу. определи, на каком расстоянии от линзы площадь светового пятна, полученного на экране, будет равна s= 19 см² . фокусное расстояние f=24 см. ответ округлить до целого числа

ОТВЕТ

1) E ф=A вых +E кин где E-энергия фотона A -работа выхода E-кинетическая энергия

Е ф= h*v где h-постоянная Планка (6.63*10^-34) v - частота света

h*v= Aвых + Eкин

Авых для меди = 4.36 эВ= 6.9*10^-19 Дж =>

Eф= 6.63*10^-34 * 6 • 10^16 = 39.8*10^-18 Дж=398*10^-19

Екин=Еф-Авых= (398-6.9)*10^-19 Дж =391*10^-19 Дж

2) формула та же. только Еф=h*c / L где с-скорость света в ваакуме(3*10^8м/с) L-длина волны света

Екин=mV^2 /2 где m - масса покоющегося электрона(9.1 *10^-31 кг)

0,28*10^6м\c = 28*10^4 м\с

h*c / L=Aвых + mV^2 /2 => Aвых=h*c / L - mV^2 /2

h*c / L = 6.63*10^-34 * 3*10^8 / 590*10^-9 = 3.4*10^-19 Дж

mV^2 /2= 9.1 *10^-31 * 784*10^8 / 2=3567*10^-23 Дж=0.35*10^-19 Дж

Авых = (3.4 - 0.35)*10^-19 = 3.05*10^-19 Дж

Начальная потенциальная энергия Еп=mgh=980*m
кинетическая энергия рассчитывается по формуле Ек= m*v^2/2
есть соотношение Еп/Ек=4
его можно переписать так:
9,8*m*h/(m*v^2/2)=4
для удобства примем, что камень у нас весит 1 кг. можно любой другой вес, он всеравно сократится, просто с килограммовым камнем меньше путаницы и недопонимания.
тогда формула примет такой вид:
19,6*h/v^2=4
тогда выразим высоту:
h=4*v^2/19,6
потенциальная энергия килограммового камня на 100-метровой высоте 980 Дж.
тогда на высоте h при которой потенциальная энергия этого камня больше кинетической в 4 раза суммарная энергия будет выглядеть так:
9,8*h+v^2/2=980
выразим v^2 и поставим в предыдущее уравнение
V^2=2*(980-9,8*h)
тогда
h=8*(980-9,8*h)/19,6
h=(7840-78,4*h)/19,6
h=400-4*h
h=400/5
h=80 (m)
теперь можно подставить эту высоту в какое-нибудь уравнение и посчитать скорость
v^2=2*(980-9,8*80)
v^2=392
v=19,8 (м/с)