Готовая задача: дифракция, фотоэффект и модель Бора

📘 О чем эта работа

Сборник подробных решений трёх задач по разделу «Оптика и квантовая физика». В первой задаче рассматривается дифракционная решётка (500 штрихов/мм, ширина 2 см) — вычисляются период решётки, общее число штрихов, разрешающая способность, минимальное различие длин волн Δλ и предельный дифракционный порядок. Во второй задаче анализируется внешний фотоэффект для цинкового шарика при λ=200 нм (работа выхода 4 эВ) — находятся максимальная скорость фотоэлектронов и задерживающий потенциал; строится ВАХ с обозначением тока насыщения и Uз. В третьей задаче по модели Бора вычисляются уровень возбуждения атома водорода по λ=96,97 нм, радиус орбиты и скорость электрона; приводится энергетическая диаграмма с возможными переходами в основное состояние.

📚 Что внутри

Документ содержит последовательные математические выкладки и иллюстрации, конкретно:

• Дифракция: расчёт периода a из плотности штрихов (500 штрихов/мм), вычисление N для ширины 2 см, формула разрешающей способности R = mN, определение минимального Δλ=0.055 нм и поиск предельного порядка m.
• Фотоэффект: применение уравнения Эйнштейна hν = A + mv_max^2/2 для λ=200 нм; расчёт частоты и скорости фотоэлектронов (в работе указано v_max ≈ 8.82·10^5 м/с), перевод работы выхода в вольты (4 эВ ≈ 4·1.6·10^-19 Дж), вывод формулы для задерживающего потенциала и эскиз ВАХ с Iн и Uз.
• Атом водорода: использование формул Бора для энергии En, выражение уровня возбуждения n по длине волны 96,97 нм, вычисление орбитального радиуса r_n и скорости v_n; схематическая энергетическая диаграмма с пометками всех возможных переходов в основное состояние.
• Иллюстрации: схема решётки, график интенсивности дифракционной картины с пронумерованными главными максимумами, вольтамперная характеристика фотоэффекта, энергетическая диаграмма атома водорода с переходами.

📊 Для кого подходит

Материал предназначен для студентов физических, инженерных и радиотехнических специальностей при подготовке к зачётам и лабораторным занятиям. Подойдёт на курсы «Оптика», «Квантовая механика (вводный курс)» и при выполнении домашних заданий по общей физике.

✨ Особенности

В работе представлены готовые численные результаты и пошаговые выводы: расчёт периодов и числа штрихов решётки, использование формулы разрешения R=mN, конкретные численные оценки (например, Δλ и расчетный m), показана преобразовка физических величин (электронвольт→джоуль), построены наглядные схемы (ВАХ и энергетические диаграммы). Текст легко адаптируется под требования преподавателя: можно изменить входные числовые данные, оформить ответы в бланке или добавить дополнительные поясняющие рисунки.

❓ Частые вопросы

Подойдет ли для моего ВУЗа?
Структура решений соответствует стандартным требованиям по задачам: формулы, выводы, численные ответы и иллюстрации — легко оформляются в отчёт.

Можно адаптировать?
Да — все вычисления пошаговые, подписи к рисункам и формулы можно скорректировать под индивидуальные указания преподавателя.