§ 31. Лазеры. Квантовая механика

БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ

1. Что можно сказать о фотонах, входящих в состав пучка лазерного излучения?

2. Почему при использовании вынужденного излучения удаётся получить практически не расходящийся световой пучок?

ПОВЫШЕННЫЙ УРОВЕНЬ

3. Сколько фотонов испускает за полчаса лазер, мощность излучения которого равна 2 мВт? Длина волны излучения 750 нм.

4. Гелий-неоновый лазер непрерывно излучает свет с длиной волны 630 нм. Сколько фотонов излучает лазер за одну секунду, если его мощность 2,0 мВт?

5. Лазер мощностью 1 мВт генерирует монохроматическое излучение с длиной волны 0,6 мкм. За какое время лазер испускает фотоны, суммарная энергия которых равна энергии покоя протона?

6. Разность энергий двух уровней (метастабильного и невозбуждённого), используемых при работе лазера, равна 2,1 эВ. Какова длина волны лазерного излучения? Какова мощность излучения лазера, если он каждую секунду испускает 10¹⁶ фотонов?

7. Определите длину волны де Бройля, соответствующей пылинке массой 0,001 мг, которая движется со скоростью 5 м/с. О чём свидетельствует полученный ответ?

8. Вычислите длину волны де Бройля, которая соответствует электрону, движущемуся со скоростью 10⁷ м/с.

ВЫСОКИЙ УРОВЕНЬ

9. При исследовании структуры мономолекулярного слоя вещества пучок электронов, имеющих одинаковую скорость, направляется перпендикулярно исследуемому слою. В результате дифракции на молекулах, образовавших периодическую решётку, часть электронов отклоняется на определённые углы, образуя интерференционные максимумы (рис. 31.1). Чему равен период молекулярной решётки исследуемого вещества, если кинетическая энергия электронов равна 54 эВ, а первый интерференционный максимум соответствует отклонению электронов на угол 50° от первоначального направления?

Рис. 31.1

10. При исследовании структуры кристаллической решётки пучок электронов, имеющих одинаковую скорость υ, направляется перпендикулярно поверхности кристалла вдоль оси Oz, как показано на рисунке 31.2. Отражённые от верхнего слоя кристалла электроны движутся в определённых направлениях, образуя интерференционные максимумы. Какова энергия падающих электронов, если первый максимум наблюдается под углом 50° к оси Oz, а период кристаллической решётки равен 0,215 нм?

Рис. 31.2

Ответы >>>