Optika



Můžeme k jističi, kterým může procházet maximální proud 16 A, současně připojit myčku o příkonu
2300 W a mikrovlnnou troubu o příkonu 1400 W?
P > Pmax       => k jističi nemůžeme současně připojit oba spotřebiče.
P1 = 2300 W, P2 = 1400 W, Imax = 16 A, U = 230 V, Pmax = ? W
Jak daleko od Země je Měsíc, jestliže světlo urazí tuto vzdálenost za 1,28 sekundy? Rychlost světla
je 300 000 km/s.
t = 1,28 s , v = 300 000 km/s , s = ?

Vysvětlete, proč je z následujícího obrázku z termokamery hada obtočeného kolem ruky vidět, že
vyzařuje daleko méně než ruka.
Had je studenokrevný ⇒ má nižší teplotu než ruka.
Domácí meteostanice používá pro komunikaci s externím čipem na měření vnější teploty frekvenci 433
MHz. Určete délku těchto vln a do jaké skupiny patří.
λ = c⋅T = c/f = 300000000/433⋅106 m = 0,69 m => ultrakrátké rádiové vlny.
Why Are Snakes Cold-Blooded? Licensed Vs. Unlicensed Spectrum: What's The Difference ...

Electromagnetic Wave Theory | Chemistry, Class 11 ...
Rentgenová lampa produkuje záření s vlnovou délkou 0,01 nm. Jaké je použité urychlovací napětí.
Ek = U.I.t = e.U
Ef = h.f = h.c/λ
Ek = Ef
U = h.c/(e. λ)
U = 124,2 kV
Může u platiny nastat fotoelektrický jev působením viditelného záření? Výstupní práce elektronu z
platiny je 5,29 eV (1 eV = 1,602.10-19 J )
Ef = h.f = h.c/λ
λ = h.c/Ef
λ = 2,34.10-7 m => UV oblast, fotoelektrický jev nenastane.
Určete, jakou rychlostí opouštějí elektrony povrch draslíkové destičky, je-li její povrch osvětlen
světlem o vlnové délce 420 nm. Výstupní práce pro draslík je 2,24 eV (1 eV = 1,602.10-19 J )
W = 2,24 eV = 3,58.10-19 J
λ = 420 nm = 4,2.10-7 m
v = ?
h.c/ λ = W + ½.m.v2
v = 5.105 m.s-1 = 500 km.s-1

Kolik fotonů za sekundu emituje žárovka o výkonu 60 W, za předpokladu, že vysílá monochromatické
žluté světlo o vlnové délce 0,6.10-6 m?
P = 60 W
λ = 0,6.10-6 m,
c ≈ 3.108 m.s-1
h = 6,626.10-34 J.s-1
n = ?
E = h f
En = n h f
P = En / t

n = En / (h f) = P t λ / (h c)
n = 60 J.s-1 . 0,6.10-6 m / (6,626.10-34 J.s-1 . 3.108 m.s-1)
n = 1,8.1020 s-1
Elektrony jsou urychlovány napětím 10 kV. Určete jejich de Broglieho vlnovou délku.
Ek = ½.m.v2 = p2/(2.m) = e.U
λ = h/p = h/ √(2.m.e.U) = 1,23.10-11 m

Kolik fotonů vyzáří žárovka s příkonem 40 W za 2 hodiny, je-li frekvence vysílaného záření
5.1014 Hz?
Jaká je vlnová délka rentgenového záření, emitovaného při dopadu elektronů o energii 100 keV? (1 eV
= 1,602.10-19 J )
Jakého urychlovacího napětí bylo užito v elektronovém mikroskopu, jestliže je vlnová délka
elektronového svazku 0,05 nm?
Určete napětí U na rentgenové trubici, pokud spojité spektrum vysílaného záření neobsahuje vlnové
délky kratší než 0,0206 nm.
Elektrony dopadaly na antikatodu rentgenové lampy rychlostí 1,9.107 m/s. Vypočtěte nejmenší vlnovou
délku a největší frekvenci vzniklého rentgenového záření. Jak velké bylo urychlovací napětí?
[1,2 nm, 2,5.1017 Hz, 1 kV]
[60,3 kV]
[8,7.1023]
[0,012 nm]
[24,8 kV]

Vnější fotoelektrický jev nastane u stříbrné elektrody při nejdelší vlnové délce světla 260 nm.
Určete výstupní práci stříbra. (1 eV = 1,602.10-19 J )
Zinková elektroda je ozářena UV zářením o vlnové délce 320 nm. Jakou maximální rychlost mají
elektrony uvolněné ze zinku při vnějším foroelektrickém jevu? Výstupní práce zinku je 3,74 eV. (1
eV = 1,602.10-19 J )
Výstupní práce sodíku je 2,28 eV. Lze vyvolat vnější fotoelektrický jev zářením o vlnové délce  500
nm? (1 eV = 1,602.10-19 J )
[7,6.10-19 J]
[2,2.105 m.s-1]
[540 nm > 500 nm]

Určete intenzitu vyzařování vlákna žárovky, je-li zahřáté na teplotu 3000 K. s = 5,67.10-8
W.m-2 .K-4
σ = 5,67⋅10−8 W⋅m−2K−4
T = 3000 K
Me = ?
Me = σ ⋅T4 = 5,67⋅10−8⋅30004 W⋅m−2 = 4592700 W⋅m−2
Určete teplotu černého tělesa, které vyzařuje maximum energie na vlnové délce žluté barvy 580 nm. b
=2,9.10-3 m.K
b = 2,9⋅10−3 K⋅m
λ = 580 nm,
T = ?
T = b/λ =2,9⋅10−3/580⋅10−9 K = 5000 K
T⋅λ = b
Určete teplotu povrchu Slunce, jestliže ve slunečním spektru připadá relativně najvětší množství
vyzářené energie na vlnovou déĺku 4,75.10-5 cm. Předpokladáme, že Slunce září jako absolutně černé
těleso. b =2,89.10-3 m.K
lmax = 4,75.10-5 cm = 0,475.10-6 m,
b = 0,00289 m.K,
T = ?

Vlákno v lampě je 10 cm dlouhé a má průměr 0,03 mm. Potřebný příkon je 25 W , z toho se tepelnou
vodivostí ztratí 2 W. Jaká je vlnová délka příslušející maximální spektrální zářivosti, za
předpokladu, že vlákno září jako černé těleso? s = 5,67.10-8 W.m-2.K-4
λ = C.4√(π.d.l.σ)/(P-P1) = 1,13.10-6 m
Jaký proud by měl procházet kovovým vláknem o průměru 0,1 mm v evakuované baňce, aby se jeho
teplota udržovala na stálé hodnotě 2500 K. Specifický odpor vlákna je 2,5.10-4 Ω.cm.
Předpokládejte, že se vlákno chová jako absolutně černé těleso, tepelné ztráty spojené s vedením
tepla zanedbejte. s = 5,67.10-8 W.m-2.K-4
H = σ.T4
E = H.S.t = σ.T4.π.l.d.t
E = R.I2.t = ρ.l/(π.d2/4)
I2 = σ.T4.π2.d3/(4.ρ)
I = 1.47 A
Povrchová teplota Slunce je 5770 K, poloměr Slunce je 6,96.108 m. Vypočítejte zářivý tok vysílaný
Sluncem za předpokladu, že jeho povrch vyzařuje jako povrch černého tělesa. s = 5,67.10-8 W.m-2.K-4
Φ = 4.π.R2.σ.T4 = 3.83.1026 W

Kovové vlákno o průměru 0,2 mm, dlouhé 10 cm, ve vakuu, se elektrickým proudem rozžhaví na teplotu
3000 K. Jak velkou energii vyprodukuje vlákno za 1 minutu? Předpokládejte, že vlákno září jako
absolutně černé těleso. s = 5,67.10-8 W.m-2.K-4
Ve slunečním spektru připadá maximální zářivost na vlnovou délkou 4,75.10-7 m. Odhadněte teplotu
povrchu Slunce, za předpokladu, že jde o absolutně černé těleso. b =2,9.10-3 m.K
[17400 J]
[6100 °C]