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Exercises
Blackbody, photoelectric effect and Compton effect
Problems to solve on your own. The final solution appears with the button below each problem; each exercise also has its own page, to share with the link.
1. Temperatura di una stella dalla legge di Wien
Lo spettro di una stella, trattata come un corpo nero, ha il massimo a . Determina la temperatura superficiale della stella. La costante di Wien è .
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2. Potenza irraggiata da una sfera calda
Una sfera di raggio , che si può trattare come un corpo nero, è mantenuta alla temperatura . Calcola la potenza che emette per irraggiamento. Usa .
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3. Raddoppio della temperatura assoluta
La temperatura assoluta di un corpo nero passa da a . Determina di quante volte aumenta la potenza emessa e di quante volte diminuisce la lunghezza d’onda del massimo di emissione.
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4. Massimo della radiazione cosmica di fondo
La radiazione cosmica di fondo, che riempie l’universo, ha lo spettro di un corpo nero alla temperatura . Calcola la lunghezza d’onda del massimo e indica in quale banda dello spettro elettromagnetico si trova. La costante di Wien è .
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5. Energia di un fotone di luce blu
Calcola l’energia, in joule e in elettronvolt, di un fotone di luce blu con . Usa , e .
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6. Numero di fotoni in un joule di luce rossa
Determina quanti fotoni di luce rossa con trasportano complessivamente l’energia di . Usa e .
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7. Livelli di energia di un oscillatore di Planck
Un oscillatore atomico vibra con frequenza . Secondo l’ipotesi di Planck, calcola il quanto di energia dell’oscillatore e l’energia del suo stato con . Usa .
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8. Energia cinetica massima dei fotoelettroni
Un metallo con lavoro di estrazione è illuminato con luce di lunghezza d’onda . Calcola l’energia cinetica massima dei fotoelettroni in elettronvolt. Usa , e .
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9. Frequenza di soglia del rame
Il rame ha lavoro di estrazione . Determina la frequenza di soglia e la lunghezza d’onda di soglia del rame. Usa , e .
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10. Potenziale di arresto con luce ultravioletta
Il catodo di calcio di una fotocella () è illuminato con luce ultravioletta di lunghezza d’onda . Calcola il potenziale di arresto. Usa , e .
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11. Costante di Planck da due misure
Su un catodo metallico si misura il potenziale di arresto con luce di frequenza e con . Ricava il valore della costante di Planck e il lavoro di estrazione del catodo in elettronvolt. Usa .
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12. Quantità di moto di un fotone ultravioletto
Calcola la quantità di moto di un fotone ultravioletto di lunghezza d’onda . Usa .
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13. Diffusione Compton a sessanta gradi
Raggi X di lunghezza d’onda vengono diffusi da elettroni liberi e fermi. Calcola la variazione di lunghezza d’onda e la lunghezza d’onda della radiazione diffusa a . Usa , e .
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14. Diffusione Compton all'indietro di un fotone gamma
Un fotone gamma di lunghezza d’onda urta un elettrone libero e fermo e viene diffuso all’indietro (). Calcola la lunghezza d’onda del fotone diffuso e l’energia cinetica dell’elettrone in kiloelettronvolt. Usa , , e .
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