Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Январь 2012   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Консультации по физике


Хостинг портала RFpro.ru:
Московский хостер
Профессиональный ХОСТИНГ на базе Linux x64 и Windows x64

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты по данной тематике

Киселев Виталий Сергеевич aka vitalkise
Статус: Профессор
Рейтинг: 5659
∙ повысить рейтинг » 		Коцюрбенко Алексей aka Жерар
Статус: Профессор
Рейтинг: 3704
∙ повысить рейтинг » 		Konstantin Shvetski
Статус: Профессор
Рейтинг: 2922
∙ повысить рейтинг »

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика

Номер выпуска:1386
Дата выхода:14.01.2012, 16:30
Администратор рассылки:Roman Chaplinsky / Химик CH (Модератор)
Подписчиков / экспертов:104 / 106
Вопросов / ответов:4 / 4

Консультация # 185081: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Определить относительные интенсивности побочных максимумов в опыте по дифракции света на щели...

Консультация # 185082: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: В полости, стенки которой находятся при температуре 4000 К сделано отверстие диаметром 5 мм. 1. С какой скоростью энергия видимого излучения (диапазон длин волн 0,4-0,7 мм) выходит из отверстия. 2. Какую долю теплового излучения она составляет? Решить задачу аналитически или графическ...
Консультация # 185084: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: ...
Консультация # 185085: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: ...

Консультация # 185081:

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:

Определить относительные интенсивности побочных максимумов в опыте по дифракции света на щели

Дата отправки: 06.01.2012, 15:58
Вопрос задал: Евгений Онегин (5-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Киселев Виталий Сергеевич aka vitalkise (Профессор):

Здравствуйте, Евгений Онегин!
Привожу решение вашего вопроса:

И.Е. Иродов (т. 4) Волновые процессы. Основные законы. 1999 г.

Консультировал: Киселев Виталий Сергеевич aka vitalkise (Профессор)
Дата отправки: 10.01.2012, 05:26
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 185082:

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:

В полости, стенки которой находятся при температуре 4000 К сделано отверстие диаметром 5 мм.
1. С какой скоростью энергия видимого излучения (диапазон длин волн 0,4-0,7 мм) выходит из отверстия.
2. Какую долю теплового излучения она составляет?
Решить задачу аналитически или графически.

Дата отправки: 06.01.2012, 16:00
Вопрос задал: Евгений Онегин (5-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор):

Здравствуйте, Евгений Онегин!

В полости, стенки которой находятся при температуре 4000 К, сделано отверстие диаметром 5 мм. С какой скоростью энергия видимого излучения (диапазон длин волн 0,4 - 0,7 мкм) выходит из отверстия? Какую долю всего теплового излучения она составляет? Решить задачу аналитически или графически.

Как я понимаю, энергия видимого излучения (света) распространяется с групповой скоростью электромагнитного излучения, которая в вакууме равна c ≈ 3 · 108 м/с.

Длине волны λ1 = 0,4 мкм = 4 · 10-7 м соответствует частота ν1 = c/λ1 = 3 · 108/(4 · 10-7) ≈ 7,5 · 1014 (Гц), а длине волны λ2 = 0,7 мкм = 7 · 10-7 м - частота ν2 = = c/λ2 = 3 · 10 8/(7 · 10-7) ≈ 4,3 · 1014 (Гц).

Отверстие в полости является классической моделью абсолютно чёрного тела. В задаче требуется найти отношение знергии видимого излучения абсолютно чёрного тела к жнергии его видимого излучения. Вместо этого можно найти отношение светимости тела в видимом диапазоне R1(T) к интегральной светимости R(T), т. е. отношение соответствующих мощностей излучения, приходящих на единицу площади поверхности абсолютно чёрного тела.

В нашем случае R(T) = σT4, где σ = 5,671 · 10-8 Вт/(м2 · К4) - постоянная Стефана - Больцмана, Т - термодинамическая температура абсолютно чёрного тела (по условию Т = 400 К). Вычисляем:
R(T) = 5,671 · 10-8 · (4000)4 ≈ 1,45 · 107 (Вт/м2).

Известна формула Планка для спектральной светимости абсолютно чёрного тела
r(_ 7;, T) = (2пh/c2)(ν3/(ehν/(kT) - 1)),
где h = 6,626 · 10-34 Дж · с - постоянная Планка, k = 1,381 · 10-23 Дж/К - постоянная Больцмана.

Выполним интегрирование
I = ∫r(ν, T)dν = ∫(2пh/c2)(ν3dν/(ehν/(kT) - 1)) = (2пh/c2)∫(ν3dν/(ehν/(kT) - 1)).

Находим светимость абсолютно чёрного тела в видимом диапазоне:
R1(T) = (2пh/c2)ν2∫ν1(ν3dν/(ehν/(kT) - 1)).
Вычисляем численное значение множителя перед знаком интеграла:
(2пh/c2) = 2п · 6,626 · 10-34/(3 · 108)2 ≈ 4,626 · 10-50.
Интеграл относится к "неберущимся". Поэтому выполим численное интегрирование, разбив интервал ч астот 4,3 · 1014 Гц ... 7,5 · 1014 Гц на промежутки длиной 0,1 · 1014 Гц. Вычисления выполним в среде MS Excel (см. здесь). В результате получили численное значение интеграла, равное 6,457 · 1055.

Следовательно,
R1(T) = 4,626 · 10-50 · 6,457 · 1055 ≈ 2,99 · 106 (Вт/м2),
R1(T)/R(T) = 2,99 · 106 (Вт/м2)/(1,45 · 107) ≈ 0,21, или 21 % - искомая доля видимого излучения.

С уважением.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
Дата отправки: 09.01.2012, 08:04
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 185084:

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:

Дата отправки: 06.01.2012, 16:04
Вопрос задал: Евгений Онегин (5-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор):

Здравствуйте, Евгений Онегин!

По-моему, задачу можно решить следующим образом.

1. Длине волны λ = 0,1 нм = 1 · 10-10 м соответствует импульс p = h/λ электрона (по формуле де Бройля). Используя формулу связи между полной энергией E и импульсом частицы (предположительно релятивистской), получим для электрона
E = √(m02c4 + p2c2) = √(m02c4 + (h/λ)2c2),
E = √((9,11 · 10-31)2 · (3 · 108)4 + ((6,63 · 10-34/(1 · 10-10))2 · (3 · 108)2) = 8,2 · 10-14 (Дж) ≈ 8,2 · 10-14/(1,6 · 10-19) ≈ 5,1 · 105 (эВ) = 0,51 МэВ.

2. Длине волны λ = 0,1 нм = 1 · 10-10 м соответствует энерг ия фотона, равная
E = hν = hc/λ = 6,63 · 10-34 · 3 · 108/(1 · 10-10) ≈ 1,99 · 10-15 (Дж) = 1,99 · 10-15/(1,6 · 10-19) ≈ 1,2 · 104 (эВ) = 12 кэВ.

С уважением.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
Дата отправки: 09.01.2012, 18:12
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 185085:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:

Дата отправки: 06.01.2012, 16:06
Вопрос задал: Евгений Онегин (5-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор):

Здравствуйте, Евгений Онегин!

185085

Ширина запрещённой зоны чистого полупроводника 1 эВ. Вычислить вероятность заполнения электроном уровня вблизи дна зоны проводимости при температурах 0 и 290 К соответственно. Показать и обосновать, будет ли увеличиваться эта вероятность при указанных температурах, если на полупроводник действует электромагнитное излучение с длиной волны: а) 1,0 мкм; б) 2,0 мкм.

Как указано здесь, для чистого полупроводника уровень Ферми EF расположен вблизи середины запрещённой зоны, тогда в нашем случае EF = E/2 = 1/2 = 0,5 эВ (отсчёт ведём от потолка валентной зоны). Тогда Eg - EF = 1 - 0,5 = 0,5 (эВ) и, согласно формуле Ферми - Дирака
f(E, T) = 1/(exp ((Eg - EF)/(kT)) +1),
вероятность f(E, T) заполнения электроном уровня вблизи дна зоны проводимости составит:
- при T = 0 К
f = 1/(exp (0,5 · 1,6 · 10-19/(1,38 · 10-23 · 0)) + 1) = 0;
- при T = 290 K
f = 1/(exp (0,5 · 1,6 · 10-19/(1,38 · 10-23 · 290)) + 1) ≈ 1/(e20 + 1) ≈ 2,1 · 10-9.

При поглощении электромагнитного излучения вероятность заполнения электроном уровня вблизи дна зоны проводимости увеличится в том случае, если полученная энергия будет не меньше ширины запрещённой зоны, т. е. если hc/λ ≥ Eg.

При λ = 1,0 мкм = 1 · 10-6 м
hc/λ = 6,63 · 10-34 · 3 · 108/(1 · 10-6) ≈ 1,99 · 10-19 (Дж) = 1,99 · 10-19/(1,6 · 10-19) ≈ 1,2 (эВ) > Eg = 1 эВ, поэтому вероятность увеличится.

При λ = 2,0 мкм hc/λ = 0,6 эВ, поэтому вероятность не изменится.

С уважением.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
Дата отправки: 10.01.2012, 16:44
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка  |  восстановить логин/пароль

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!

© 2001-2012, Портал RFPRO.RU, Россия
Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про"
Калашников О.А. | Гладенюк А.Г.
Хостинг: Компания "Московский хостер"
Версия системы: 2011.6.34 от 12.01.2012
В избранное