Dæmi

21.1 Planck og skammtaeðli ljóss

Dæmi 1. Hversu margar röntgenljóseindir verða til á sekúndu í röntgenlampa sem gefur frá sér röntgengeislun með aflinu 1,00 W? Gerðu ráð fyrir að meðalorka hverrar ljóseindar sé 75,0 keV.

1. 8,33 × 10¹⁵ ljóseindir
2. 9,1 × 10⁷ ljóseindir
3. 9,1 × 10⁸ ljóseindir
4. 8,33 × 10¹³ ljóseindir

Dæmi 2. Hver er tíðni ljóseindar sem myndast í CRT (bakskautslampa) sem notar 25,0 kV hröðunarspennu? Þetta er svipað uppsetningunni í eldri litasjónvarpstækjum.

1. 6,04 × 10⁻⁴⁸ Hz
2. 2,77 × 10⁻⁴⁸ Hz
3. 3,02 × 10¹⁸ Hz
4. 6,04 × 10¹⁸ Hz

21.2 Einstein og ljósröfun

Dæmi 3. Hver er bindiorka rafeinda í magnesíum, mæld í eV, ef lengsta bylgjulengd ljóseindar sem getur losað rafeindirnar er 337 nm?

1. 7,44 × 10⁻¹⁹ J
2. 7,44 × 10⁻⁴⁹ J
3. 5,90 × 10⁻¹⁷ J
4. 5,90 × 10⁻¹⁹ J

Dæmi 4. Ljósrafeindir úr efni með bindiorkuna 2,71 eV losna þegar 420 nm ljóseindir falla á efnið. Hversu langan tíma tekur það rafeindirnar, eftir að þær losna, að ferðast 2,50 cm að skynjara?

1. 8,5 × 10⁻⁶ s
2. 3,5 × 10⁻⁷ s
3. 43,5 × 10⁻⁹ s
4. 8,5 × 10⁻⁸ s

21.3 Tvíeðli ljóss

Dæmi 5. Hver er skriðþungi ljóseindar með bylgjulengdina 0,0100 nm sem gæti greint smáatriði í frumeind?

1. 6,626 × 10⁻²⁷ kg·m/s
2. 6,626 × 10⁻³² kg·m/s
3. 6,626 × 10⁻³⁴ kg·m/s
4. 6,626 × 10⁻²³ kg·m/s

Dæmi 6. Skriðþungi ljóss snýst alveg við þegar ljós endurkastast beint til baka frá spegli, ef gert er ráð fyrir að bakslag spegilsins sé hverfandi. Breytingin á skriðþunga er því tvöfaldur upphaflegur skriðþungi ljóseindarinnar. Hugsaðu þér að ljós með styrkinn 1,00 kW/m² endurkastist á hverri sekúndu frá spegli með flatarmálið 2,00 m². Hver er krafturinn á spegilinn samkvæmt almennustu mynd annars lögmáls Newtons?

1. 1,33 × 10⁻⁵ N
2. 1,33 × 10⁻⁶ N
3. 1,33 × 10⁻⁷ N
4. 1,33 × 10⁻⁸ N