فیلم فیزیک 3 (رشته ریاضی) - انرژی فوتون | استاد اعلایی

الکترون اتم هیدروژن در تراز \[n = 6\] است. اگر فقط گذارهای با تغییر تراز \[\Delta n = 2\] ممکن باشد، به ترتیب از راست به چپ، چند فوتون با انرژی متفاوت می‌تواند گسیل شود و چه تعداد از آنها در محدودة فرابنفش قرار می‌گیرد؟

در اثر فوتوالکتریک، تابع کار فلز $\frac{3}{4}$ انرژی فوتون فرودی بر سطح فلز است. اگر طول موج نور فرودی نصف شود، بیشینۀ سرعت فوتوالکترون‌ها چند برابر می‌شود؟

طول موج نور خروجی از یک لیزر $330\,nm$ است. اگر توان ورودی لیزر $180\,W$ و بازدۀ آن ${0_/}2$ درصد باشد، در هر دقیقه چند فوتون از این لیزر گسیل می‌شود؟ $(c = 3 \times {10^8}\,\frac{m}{s}\,\,,\,\,h = {6_/}6 \times {10^{ - 34}}\,J.s)$

 نور خورشید با شدت تابشی $۱۰\frac{W}{{{m}^{۲}}}$ به ازای طول موج $\lambda =۶۲۰~nm$ به نقطه‌ای از زمین می‌تابد و در آن نقطه یک پنل خورشیدی به ابعاد $۱۰۰~cm\times ۲۰۰~cm$ قرار دارد که می‌تواند در هر $ ۱۶$ ثانیه معادل $۱۶J$ انرژی الکتریکی ایجاد کند. اگر این پنل $۵۰$ درصد تعداد فوتون‌های جذب شده را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده باشد چند درصد تعداد فوتون‌ها توسط این پنل جذب شده است؟

یک لامپ با توان تابشی $۶۰$ وات ده درصد انرژی تابشی خود را به صورت پرتوهایی با طول موج $۵۰۰$ نانومتر گسیل می‌نماید. در فاصله‌ی $۱۰$ متر از منبع (لامپ) در هر دقیقه تقریباً چند فوتون از یک پنجره به طول و عرض $۱۱۰~cm$ و $۱۰۰~cm$ عبور می‌کند؟ (تلفات انرژی در انتشار موج را نادیده بگیرید)

$\left( h\simeq ۶/۶\times {{۱۰}^{-۳۴}}\text{J}.\text{S}~~~~,~c\simeq ۳\times {{۱۰}^{۸}}\frac{m}{s} \right)$