1) Какую температуру должно иметь абсолютно черное тело, чтобы оно излучало ту же самую энергию, которую теряет земная

Тема: Черное тело и фотоэффект

Объяснение: Черное тело - это тело, которое поглощает всю падающую на него энергию излучения и полностью рассеивает эту энергию в виде тепла. Оно также излучает энергию в виде электромагнитного излучения, которое называется черным излучением.

1) Для определения температуры абсолютно черного тела, которая позволяет излучать ту же самую энергию, что и земля за минуту с одного квадратного сантиметра, мы можем использовать закон Стефана-Больцмана. Этот закон гласит: количество излучаемой энергии прямо пропорционально четвёртой степени температуры. Таким образом, мы можем составить уравнение:
Энергия, излучаемая землей = Энергия, излучаемая абсолютно черным телом
Температура абсолютно черного тела = корень четвёртой степени от отношения энергии земли
Решая это уравнение, мы получаем, что температура абсолютно черного тела должна быть около 200 К.

2) Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для фотоэлектрического эффекта. Фотоэлектрический эффект описывает явление, при котором фотоны света выбивают электроны из металла. Формула для фотоэффекта:
eV = hν - Ф,
где e - заряд электрона, V - разность потенциалов, h - постоянная Планка, ν - частота света, Ф - работа выхода.
Мы можем использовать эту формулу, чтобы решить задачу и определить минимальную разность потенциалов, при которой фототок прекратится. Для этого нам необходимо знать работу выхода цезия и длину волны света, которым он освещается. Подставляя значения в формулу, мы получаем, что минимальная разность потенциалов должна быть около 0,68 В.

Дополнительный материал:
1) Задача: Какую температуру должно иметь абсолютно черное тело, чтобы оно излучало ту же самую энергию, которую теряет земная поверхность за минуту в результате излучения с одного квадратного сантиметра?
Ответ: Температура абсолютно черного тела должна быть около 200 К.

2) Задача: Какую наименьшую разность потенциалов нужно приложить к цезию (работа выхода 1,88 эВ), чтобы прекратился фототок, когда он освещается монохроматическим светом с длиной волны 486 нм?
Ответ: Минимальная разность потенциалов должна быть около 0,68 В.

Совет: Для лучшего понимания черного тела и фотоэффекта, рекомендуется ознакомиться с теорией на основе учебника и проводить эксперименты или наблюдения, чтобы увидеть эти явления на практике.

Ещё задача: Какой спектр излучения имеет абсолютно черное тело? Какие факторы влияют на работу выхода в фотоэффекте?

Содержание: Абсолютное черное тело и фотоэффект

Объяснение: Абсолютно черное тело (абсолютный чернотельный излучатель) - это идеальный объект, который поглощает все падающие на него излучения и абсолютно ничего не отражает. Такое тело излучает энергию, которая зависит от его температуры. Это связано с законом Стефана-Больцмана, который утверждает, что количество энергии, излучаемой абсолютно черным телом, пропорционально четвертой степени его температуры.

Формула Стефана-Больцмана выглядит следующим образом:
\[ P = \varepsilon \sigma A T^4 \]
Где \( P \) - мощность излучения, \( \varepsilon \) - эмиссивность (для абсолютно черного тела равна 1), \( \sigma \) - постоянная Стефана-Больцмана (\( 5.67 \times 10^{-8} \, Вт/(м^2 K^4) \)), \( A \) - площадь излучающей поверхности и \( T \) - температура.

Чтобы найти температуру абсолютно черного тела, при которой оно излучает ту же энергию, что и земная поверхность за минуту с одного квадратного сантиметра, мы можем использовать формулу:
\[ T = \left(\frac{P}{\varepsilon \sigma A}\right)^\frac{1}{4} \]
Где \( P \) - мощность излучения поверхности земли за минуту с одного квадратного сантиметра.

Демонстрация:
Земная поверхность теряет 50 Дж энергии в минуту с одного квадратного сантиметра. Чтобы найти температуру черного тела, которое будет излучать такую же энергию, мы подставим данные в формулу.
\[ P = 50 \, Дж/мин \]
\[ A = 1 \, См^2 \]
\[ \sigma = 5.67 \times 10^{-8} Вт/(м^2 K^4) \]
\[ \varepsilon = 1 \]
\[ T = \left(\frac{P}{\varepsilon \sigma A}\right)^\frac{1}{4} \]

Совет: Для лучшего понимания концепции фотоэффекта и испускания излучения абсолютно черным телом, рекомендуется просмотреть дополнительные материалы, включая видеоуроки и презентации, чтобы визуально представить процессы.

Ещё задача:
На сколько температура черного тела должна быть повышена, чтобы излучение увеличилось в 9 раз? (Площадь излучающей поверхности остаётся постоянной).