Добрый день! Рад стать для вас учителем и помочь разобраться с этим вопросом.
Для вычисления ёмкости конденсатора, нам понадобится воспользоваться формулой:
C = Q / V,
где C - ёмкость конденсатора (в фарадах),
Q - заряд конденсатора (в кулонах),
V - напряжение на конденсаторе (в вольтах).
У нас уже есть данные по заряду конденсатора (1 мкКл) и напряжению (100 В). Подставим эти значения в формулу:
C = 1 мкКл / 100 В.
Для удобства решения, необходимо поменять единицы измерения заряда на кулоны. 1 мкКл = 10^-6 Кл. Подставим полученное значение в формулу:
C = 10^-6 Кл / 100 В.
Теперь произведем необходимое деление:
C = (10^-6) / 100 = 10^-6 / 10^2 = 10^-6 * 10^-2 = 10^-8 Ф.
Ответ: ёмкость конденсатора равна 10^-8 фарад.
Это такой небольшой объем ёмкости, который указывает на то, что данный конденсатор способен накапливать и хранить малые заряды при заданном напряжении.
Надеюсь, моё объяснение помогло вам понять, как решать данный вопрос и понять концепцию ёмкости конденсатора. Если у вас возникнут еще какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать!
1. а) Для наблюдения фотоэффекта необходимо, чтобы энергия фотона была больше красной границы фотоэффекта. Когда облучаемый металл получает фотоны монохроматического излучения, энергия каждого фотона равна E = hf, где h - постоянная Планка, f - частота излучения. Если энергия фотона больше работы выхода (то есть энергии необходимой для выхода электрона из металла), то наблюдается фотоэффект. В нашем случае энергия фотона равна E = (6,626 x 10^-34 Дж·с) * (5,5 x 10^14 Гц) = 3,645 x 10^-19 Дж. Работа выхода частицы вычисляется по формуле W = hf0, где f0 - частота красной границы фотоэффекта. Подставляя известные значения, получаем W = (6,626 x 10^-34 Дж·с) * (4,5 x 10^14 Гц) = 2,981 x 10^-19 Дж. Таким образом, энергия фотона больше работы выхода, поэтому фотоэффект будет наблюдаться.
1. б) Работа выхода для металла равна той энергии, которую необходимо затратить на выход электрона из металла. Из предыдущего пункта было рассчитано, что W = 2,981 x 10^-19 Дж. Работа выхода выражается в электронвольтах, поэтому необходимо перевести энергию в электронвольты, используя соотношение 1 эВ = 1,602 x 10^-19 Дж. Результат будет W = (2,981 x 10^-19 Дж) / (1,602 x 10^-19 Дж/эВ) = 1,86 эВ.
1. в) Для решения этого вопроса мы можем воспользоваться формулой f = c/λ, где f - частота света, с - скорость света, λ - длина волны. Из задачи было известно, что длина волны излучения равна 180 нм, поэтому можно найти соответствующую частоту излучения: f = (2,998 x 10^8 м/с) / (180 x 10^-9 м) = 1,665 x 10^15 Гц. Для определения задерживающего напряжения используется формула U = (hf)/e, где h - постоянная Планка, f - частота излучения, e - элементарный заряд. Подставляем известные значения: U = ((6,626 x 10^-34 Дж·с) * (1,665 x 10^15 Гц)) / (1,602 x 10^-19 Кл) = 0,0683 В.
2. а) Фотон излучается при переходе атома с более высокого энергетического уровня на менее высокий. Из условия задачи видно, что при переходе с первого уровня на второй уровень энергия атома увеличивается, поэтому фотон излучается.
2. б) Частоту фотона можно найти, если известна его энергия. Мы знаем, что E = hf, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота. Из условия задачи мы знаем, что энергия фотона при переходе с первого уровня на второй равна 6 эВ. Переводим энергию в джоули, используя соотношение 1 эВ = 1,602 x 10^-19 Дж. Получаем E = 6 эВ * (1,602 x 10^-19 Дж/эВ) = 9,612 x 10^-19 Дж. Теперь можем найти частоту излучаемого фотона: f = E/h = (9,612 x 10^-19 Дж) / (6,626 x 10^-34 Дж·с) = 1,452 x 10^15 Гц.
2. в) При переходе атома с третьего уровня на первый уровень энергия атома уменьшается, поэтому фотон излучается. Для определения длины волны излучения можно воспользоваться формулой λ = c/f, где λ - длина волны, c - скорость света, f - частота. Из предыдущего пункта мы уже знаем частоту излучаемого фотона: f = 1,452 x 10^15 Гц. Подставляем значение скорости света: λ = (2,998 x 10^8 м/с) / (1,452 x 10^15 Гц) = 2,068 x 10^-7 м или 206,8 нм.
3. а) Энергия одного фотона излучения может быть рассчитана с помощью формулы E = hf, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота света. Мы знаем, что частота света равна f = (2,998 x 10^8 м/с) / (620 x 10^-9 м) = 4,841 x 10^14 Гц. Подставляем значение частоты в формулу: E = (6,626 x 10^-34 Дж·с) * (4,841 x 10^14 Гц) = 3,204 x 10^-19 Дж.
3. б) Чтобы найти количество фотонов, которые излучает лазер за 1 с, необходимо знать мощность излучения лазера и энергию одного фотона. Мы знаем, что мощность излучения лазера равна 56 мВт. Переведем мощность в джоули: P = 56 мВт * (1 Вт/1000 мВт) = 0,056 Дж/с. Теперь можем найти количество фотонов: количество фотонов = (мощность излучения) / (энергия одного фотона) = 0,056 Дж/с / (3,204 x 10^-19 Дж) = 1,748 x 10^17 фотонов.
3. в) Сила давления света на поверхность вычисляется с использованием формулы P = F/A, где P - давление света, F - сила светового излучения, A - площадь, на которую свет падает вертикально. Мы знаем мощность излучения лазера, которая равна 56 мВт. Переводим мощность в ватты: F = 56 мВт * (1 Вт/1000 мВт) = 0,056 Вт. Также указано, что свет падает на поверхность перпендикулярно, поэтому можно считать, что площадь поверхности равна A = 1 м^2. Теперь можем найти давление света: P = (0,056 Вт) / (1 м^2) = 0,056 Па или 5,6 x 10^-2 Па.
Для вычисления ёмкости конденсатора, нам понадобится воспользоваться формулой:
C = Q / V,
где C - ёмкость конденсатора (в фарадах),
Q - заряд конденсатора (в кулонах),
V - напряжение на конденсаторе (в вольтах).
У нас уже есть данные по заряду конденсатора (1 мкКл) и напряжению (100 В). Подставим эти значения в формулу:
C = 1 мкКл / 100 В.
Для удобства решения, необходимо поменять единицы измерения заряда на кулоны. 1 мкКл = 10^-6 Кл. Подставим полученное значение в формулу:
C = 10^-6 Кл / 100 В.
Теперь произведем необходимое деление:
C = (10^-6) / 100 = 10^-6 / 10^2 = 10^-6 * 10^-2 = 10^-8 Ф.
Ответ: ёмкость конденсатора равна 10^-8 фарад.
Это такой небольшой объем ёмкости, который указывает на то, что данный конденсатор способен накапливать и хранить малые заряды при заданном напряжении.
Надеюсь, моё объяснение помогло вам понять, как решать данный вопрос и понять концепцию ёмкости конденсатора. Если у вас возникнут еще какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать!
1. а) Для наблюдения фотоэффекта необходимо, чтобы энергия фотона была больше красной границы фотоэффекта. Когда облучаемый металл получает фотоны монохроматического излучения, энергия каждого фотона равна E = hf, где h - постоянная Планка, f - частота излучения. Если энергия фотона больше работы выхода (то есть энергии необходимой для выхода электрона из металла), то наблюдается фотоэффект. В нашем случае энергия фотона равна E = (6,626 x 10^-34 Дж·с) * (5,5 x 10^14 Гц) = 3,645 x 10^-19 Дж. Работа выхода частицы вычисляется по формуле W = hf0, где f0 - частота красной границы фотоэффекта. Подставляя известные значения, получаем W = (6,626 x 10^-34 Дж·с) * (4,5 x 10^14 Гц) = 2,981 x 10^-19 Дж. Таким образом, энергия фотона больше работы выхода, поэтому фотоэффект будет наблюдаться.
1. б) Работа выхода для металла равна той энергии, которую необходимо затратить на выход электрона из металла. Из предыдущего пункта было рассчитано, что W = 2,981 x 10^-19 Дж. Работа выхода выражается в электронвольтах, поэтому необходимо перевести энергию в электронвольты, используя соотношение 1 эВ = 1,602 x 10^-19 Дж. Результат будет W = (2,981 x 10^-19 Дж) / (1,602 x 10^-19 Дж/эВ) = 1,86 эВ.
1. в) Для решения этого вопроса мы можем воспользоваться формулой f = c/λ, где f - частота света, с - скорость света, λ - длина волны. Из задачи было известно, что длина волны излучения равна 180 нм, поэтому можно найти соответствующую частоту излучения: f = (2,998 x 10^8 м/с) / (180 x 10^-9 м) = 1,665 x 10^15 Гц. Для определения задерживающего напряжения используется формула U = (hf)/e, где h - постоянная Планка, f - частота излучения, e - элементарный заряд. Подставляем известные значения: U = ((6,626 x 10^-34 Дж·с) * (1,665 x 10^15 Гц)) / (1,602 x 10^-19 Кл) = 0,0683 В.
2. а) Фотон излучается при переходе атома с более высокого энергетического уровня на менее высокий. Из условия задачи видно, что при переходе с первого уровня на второй уровень энергия атома увеличивается, поэтому фотон излучается.
2. б) Частоту фотона можно найти, если известна его энергия. Мы знаем, что E = hf, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота. Из условия задачи мы знаем, что энергия фотона при переходе с первого уровня на второй равна 6 эВ. Переводим энергию в джоули, используя соотношение 1 эВ = 1,602 x 10^-19 Дж. Получаем E = 6 эВ * (1,602 x 10^-19 Дж/эВ) = 9,612 x 10^-19 Дж. Теперь можем найти частоту излучаемого фотона: f = E/h = (9,612 x 10^-19 Дж) / (6,626 x 10^-34 Дж·с) = 1,452 x 10^15 Гц.
2. в) При переходе атома с третьего уровня на первый уровень энергия атома уменьшается, поэтому фотон излучается. Для определения длины волны излучения можно воспользоваться формулой λ = c/f, где λ - длина волны, c - скорость света, f - частота. Из предыдущего пункта мы уже знаем частоту излучаемого фотона: f = 1,452 x 10^15 Гц. Подставляем значение скорости света: λ = (2,998 x 10^8 м/с) / (1,452 x 10^15 Гц) = 2,068 x 10^-7 м или 206,8 нм.
3. а) Энергия одного фотона излучения может быть рассчитана с помощью формулы E = hf, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота света. Мы знаем, что частота света равна f = (2,998 x 10^8 м/с) / (620 x 10^-9 м) = 4,841 x 10^14 Гц. Подставляем значение частоты в формулу: E = (6,626 x 10^-34 Дж·с) * (4,841 x 10^14 Гц) = 3,204 x 10^-19 Дж.
3. б) Чтобы найти количество фотонов, которые излучает лазер за 1 с, необходимо знать мощность излучения лазера и энергию одного фотона. Мы знаем, что мощность излучения лазера равна 56 мВт. Переведем мощность в джоули: P = 56 мВт * (1 Вт/1000 мВт) = 0,056 Дж/с. Теперь можем найти количество фотонов: количество фотонов = (мощность излучения) / (энергия одного фотона) = 0,056 Дж/с / (3,204 x 10^-19 Дж) = 1,748 x 10^17 фотонов.
3. в) Сила давления света на поверхность вычисляется с использованием формулы P = F/A, где P - давление света, F - сила светового излучения, A - площадь, на которую свет падает вертикально. Мы знаем мощность излучения лазера, которая равна 56 мВт. Переводим мощность в ватты: F = 56 мВт * (1 Вт/1000 мВт) = 0,056 Вт. Также указано, что свет падает на поверхность перпендикулярно, поэтому можно считать, что площадь поверхности равна A = 1 м^2. Теперь можем найти давление света: P = (0,056 Вт) / (1 м^2) = 0,056 Па или 5,6 x 10^-2 Па.