Fizyka PJ/Fizyka promieniowania jądrowego ćwiczenia/Oddziaływanie fotonow i elektronów z materią.
Zadanie
Jednorodna monochromatyczna wiązka światła o długości fali [math]\lambda = \unit{400}{ nm}[/math] pada prostopadle na materiał o pracy wyjścia [math]A = 2.0[/math]eV. Natężenie wiązki jest równe [math]I = \unit{3,0}{ \frac{W}{m^2}}[/math]. Oblicz:
- liczbę elektronów emitowanych z powierzchni [math]S = \unit{1}{ m^2}[/math] w ciągu sekundy,
- energię absorbowaną przez powierzchnię [math]S = \unit{1}{m^2}[/math] w ciągu sekundy,
- energię kinetyczną fotoelektronów.
Zadanie
Graniczna długość fali, przy której zachodzi zjawisko fotoelektryczne, wynosi dla pewnego materiału 652.5 nm. Wyznaczyć potencjał hamujący, jeśli próbka oświetlona jest przez:
- światło o długości fali 400 nm,
- światło mające dwukrotnie większą częstość i trzykrotnie większe natężenie niż w punkcie (a).
Jakie byłyby odpowiedzi gdyby materiał, z którego wybijane są elektrony miał dwukrotnie większą pracę wyjścia.
Zadanie
W wyniku rozproszenia komptonowskiego fotonu o energii [math]E = 2m_ec^2[/math], gdzie [math]m_e[/math] jest masą elektronu, zaobserwowano elektron o prędkości [math]v = \displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}c[/math]. Wyznacz:
- energię rozproszonego fotonu,
- kąt rozproszenia fotonu,
- kąt między kierunkiem rozproszonego fotonu a kierunkiem wybitego elektronu.
Zadanie
Foton o długości fali [math]\lambda = \unit{ 0.05}{\AA}[/math] zostaje rozproszony w zjawisku Comptona tak, że elektron odrzutu uzyskuje prędkość [math]\beta = \frac{v}{c} = 0,5[/math]. Oblicz [math]\Delta \lambda [/math] komptonowską długość fali fotonu oraz kąt rozproszenia fotonu.
Zadanie
W wyniku rozproszenia komptonowskiego fotonu o energii [math]E = m_e c^2[/math], gdzie [math]m_e[/math] masa elektronu, długość fali rozproszonego fotonu jest o 50% większa od długości fali fotonu padającego. Wyznacz kąt rozproszenia fotonu i prędkość wybitego elektronu.
Zadanie
Pęd fotonu rozproszonego w zjawisku Comptona jest [math]k = 2[/math] razy mniejszy od pędu elektronu. Oblicz kąt [math]\theta [/math] rozpraszania fotonu, jeśli prędkość elektronu tworzy kąt [math]\alpha = 20^0[/math] z kierunkiem padającego fotonu. Ile razy wzrosła długość fali fotonu?
Zadanie
Fotony promieniowania X o długości fal [math]\unit{10^{-11}}{m}[/math] doznają rozproszenia komptonowskiego pod kątem prostym w wodzie. O jaki czynnik zmieni się ich długość fali, jeśli rozproszą się na elektronach, protonach (jądra wodoru) i jądrach tlenu ([math]A = 16[/math]). Wyznacz energię kinetyczną cząstek odrzutu.
Zadanie
Warstwa aluminium o grubości [math]x_0 = 10[/math] cm osłabia promieniowanie rentgenowskie o czynnik [math]\alpha = 10^4[/math]. Oblicz masowy współczynnik absorpcji dla danego promieniowania.
