Заголовок: ВПР 2021 год по физике 11 класс. Вариант 2.
Комментарий:
Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ВПР — физика–11
Вариант № 184729

ВПР 2021 год по физике 11 класс. Вариант 2.

1.  
i

Про­чи­тай­те пе­ре­чень по­ня­тий, с ко­то­ры­ми Вы встре­ча­лись в курсе фи­зи­ки:

сво­бод­ное па­де­ние тел, кон­ден­са­ция, упру­гая де­фор­ма­ция, диф­фу­зия, гра­ви­та­ци­он­ное

вза­и­мо­дей­ствие, теп­ло­пе­ре­да­ча.

Раз­де­ли­те эти по­ня­тия на две груп­пы по вы­бран­но­му Вами при­зна­ку. За­пи­ши­те в таб­ли­цу на­зва­ние каж­дой груп­пы и по­ня­тия, вхо­дя­щие в эту груп­пу.



На­зва­ние груп­пы по­ня­тийПе­ре­чень по­ня­тий
  
  
2.  
i

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния о фи­зи­че­ских яв­ле­ни­ях, ве­ли­чи­нах и за­ко­но­мер­но­стях. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

1)  По­тен­ци­аль­ная энер­гия тела за­ви­сит от его массы и ско­ро­сти дви­же­ния тела.

2)  Земля пе­ре­из­лу­ча­ет па­да­ю­щую на её по­верх­ность сол­неч­ную энер­гию, в том числе в виде ин­фра­крас­но­го из­лу­че­ния.

3)  Маг­нит­ное поле ин­дук­ци­он­но­го тока в кон­ту­ре все­гда уве­ли­чи­ва­ет маг­нит­ный поток сквозь кон­тур, из­ме­не­ние ко­то­ро­го при­ве­ло к воз­ник­но­ве­нию этого ин­дук­ци­он­но­го тока.

4)  Гар­мо­ни­че­ские ко­ле­ба­ния элек­три­че­ско­го за­ря­да в ме­тал­ли­че­ских про­вод­ни­ках яв­ля­ют­ся ис­точ­ни­ка­ми элек­тро­маг­нит­ных волн ра­дио­ди­а­па­зо­на.

5)  От­кло­не­ние α-ча­стиц и β-ча­стиц в маг­нит­ном поле в про­ти­во­по­лож­ные сто­ро­ны сви­де­тель­ству­ет о на­ли­чии ча­стиц, вы­ле­та­ю­щих с раз­ны­ми ско­ро­стя­ми.

3.  
i

На ри­сун­ке изоб­ра­же­ны три со­су­да с жид­ко­стя­ми. Пло­ща­ди дна каж­до­го из со­су­дов равны. В пер­вом со­су­де на­хо­дит­ся эфир (плот­ность равна 710 кг/м3); во вто­ром  — бен­зин (плот­ность равна 710 кг/м3); в тре­тьем  — вода. Срав­ни­те дав­ле­ния жид­ко­стей p1, p2 и p3 на дно со­от­вет­ству­ю­ще­го со­су­да. В ответ за­пи­ши­те но­ме­ра со­су­дов.

Ответ:

> = .

4.  
i

В ка­ло­ри­метр с го­ря­чей водой тем­пе­ра­ту­рой 80 °С по­гру­зи­ли мед­ный ци­линдр, взя­тый при тем­пе­ра­ту­ре 10 °С. В ре­зуль­та­те в ка­ло­ри­мет­ре уста­но­ви­лась тем­пе­ра­ту­ра 50 °С. Затем вме­сто мед­но­го ци­лин­дра в ка­ло­ри­метр с той же мас­сой го­ря­чей воды той же тем­пе­ра­ту­ры по­гру­зи­ли алю­ми­ни­е­вый ци­линдр такой же массы, взя­тый при тем­пе­ра­ту­ре 10 °С. Удель­ная теплоёмкость меди мень­ше удель­ной теплоёмко­сти алю­ми­ния. Какая тем­пе­ра­ту­ра уста­но­вит­ся в ка­ло­ри­мет­ре с алю­ми­ни­е­вым ци­лин­дром (выше, ниже или рав­ная 50 °С)?

5.  
i

Из од­но­род­ной ме­тал­ли­че­ской про­во­ло­ки сде­ла­но коль­цо. На­пря­же­ние на по­лю­сах ис­точ­ни­ка тока по­сто­ян­но.

Как из­ме­нят­ся общее со­про­тив­ле­ние и по­треб­ля­е­мая мощ­ность цепи, если пе­ре­клю­ча­тель К пе­ре­ве­сти из по­ло­же­ния 3 в по­ло­же­ние 2?

 

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер из­ме­не­ния:

1)  уве­ли­чит­ся

2)  умень­шит­ся

3)  не из­ме­нит­ся

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры для каж­дой фи­зи­че­ской ве­ли­чи­ны. Цифры в от­ве­те могут по­вто­рять­ся.

 

Общее со­про­тив­ле­ниеПо­треб­ля­е­мая мощ­ность

6.  
i

По­строй­те изоб­ра­же­ние фи­гу­ры S в плос­ком зер­ка­ле ab (см. ри­су­нок).

7.  
i

На­блю­де­ние за пре­па­ра­том свин­ца в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 209 пра­вая круг­лая скоб­ка _82Pb по­ка­за­ло, что за 3,3 ч от ис­ход­но­го боль­шо­го ко­ли­че­ства ядер свин­ца рас­па­да­ет­ся при­мер­но по­ло­ви­на. Каков пе­ри­од по­лу­рас­па­да ядер ато­мов свин­ца в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 209 пра­вая круг­лая скоб­ка _82Pb?

8.  
i

На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры от вре­ме­ни для про­цес­са не­пре­рыв­но­го охла­жде­ния стали при не­из­мен­ной мощ­но­сти от­во­да энер­гии. В на­ча­ле про­цес­са сталь на­хо­ди­лась в жид­ком со­сто­я­нии.

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния, со­от­вет­ству­ю­щих дан­ным гра­фи­ка. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

1)  При осты­ва­нии стали на 100 °С в жид­ком со­сто­я­нии вы­де­ля­ет­ся мень­шее ко­ли­че­ство теп­ло­ты, чем при осты­ва­нии на 100 °С в твёрдом со­сто­я­нии.

2)  Теплоёмкость стали в твёрдом со­сто­я­нии мень­ше, чем её теплоёмкость в жид­ком со­сто­я­нии.

3)  В мо­мент вре­ме­ни t = 80 мин. сталь на­хо­ди­лась в твёрдом со­сто­я­нии.

4)  Тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния стали со­став­ля­ет 1400 °С.

5)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от 40 до 80 мин. внут­рен­няя энер­гия стали не из­ме­ня­лась.

9.  
i

Под­вод­ный ап­па­рат вы­дер­жи­ва­ет внеш­нее дав­ле­ние в 800 кПа. Можно ли ис­поль­зо­вать дан­ный ап­па­рат для ис­сле­до­ва­ния всей мор­ской зоны фо­то­син­те­за (см. ри­су­нок)? 1 атм. = 101 300 Па. Плот­ность мор­ской воды 1030 кг/м3.

За­пи­ши­те ре­ше­ние и ответ.

10.  
i

Кос­мо­нав­ты ис­сле­до­ва­ли за­ви­си­мость силы тя­же­сти от массы тела на посещённой ими пла­не­те. В таб­ли­це пред­став­ле­ны ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ний массы тела и силы тя­же­сти с учётом по­греш­но­стей из­ме­ре­ний.

 

№ опытаМасса тела, кгСила тя­же­сти, Н
11,00 ± 0,0515,00 ± 0,25
22,05 ± 0,0532,50 ± 0,25
32,95 ± 0,0547,50 ± 0,25

 

Ка­ко­во при­бли­зи­тель­но уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния на пла­не­те?

11.  
i

На уроке учи­тель провёл опыт, схема ко­то­ро­го пред­став­ле­на на ри­сун­ке. Он па­рал­лель­но со­еди­нил две оди­на­ко­вые лампы 1 и 2, к одной из них по­сле­до­ва­тель­но под­клю­чил ка­туш­ку с боль­шим ко­ли­че­ством вит­ков и сер­деч­ни­ком. При за­мы­ка­нии цепи лампа 1 за­го­ра­лась рань­ше лампы 2.

Какой вывод можно сде­лать на ос­но­ва­нии этого опыта?

12.  
i

На ри­сун­ке пред­став­ле­на уста­нов­ка по ис­сле­до­ва­нию яв­ле­ния элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции. В про­во­лоч­ный моток вно­сят по­сто­ян­ный маг­нит. При этом в мотке воз­ни­ка­ет ин­дук­ци­он­ный ток, ко­то­рый фик­си­ру­ет­ся ам­пер­мет­ром (на шкале ко­то­ро­го «0» по­се­ре­ди­не).

Вам не­об­хо­ди­мо ис­сле­до­вать, за­ви­сит ли сила ин­дук­ци­он­но­го тока, воз­ни­ка­ю­ще­го в про­во­лоч­ном мотке, от ско­ро­сти из­ме­не­ния маг­нит­но­го по­то­ка, про­ни­зы­ва­ю­ще­го ка­туш­ку.

Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние:

— про­во­лоч­ный моток;

— ам­пер­метр (на шкале ко­то­ро­го «0» по­се­ре­ди­не);

— три оди­на­ко­вых маг­ни­та;

— со­еди­ни­тель­ные про­во­да.

В от­ве­те:

1.  Опи­ши­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку.

2.  Опи­ши­те по­ря­док дей­ствий при про­ве­де­нии ис­сле­до­ва­ния.

13.  
i

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между при­ме­ра­ми про­цес­сов и фи­зи­че­ски­ми яв­ле­ни­я­ми, ко­то­рые в этих про­цес­сах про­яв­ля­ют­ся. Для каж­до­го при­ме­ра про­яв­ле­ния фи­зи­че­ских яв­ле­ний из пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щее фи­зи­че­ское яв­ле­ние из вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

ПРИ­МЕ­РЫ

А)  воз­ник­но­ве­ние тока в ка­туш­ке при опус­ка­нии в неё по­сто­ян­но­го маг­ни­та

Б)  прин­цип дей­ствия дви­га­те­ля по­сто­ян­но­го тока

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ЯВ­ЛЕ­НИЯ

1)  элек­тро­маг­нит­ная ин­дук­ция

2)  дей­ствие маг­нит­но­го поля на про­вод­ник с током

3)  дей­ствие элек­три­че­ско­го поля на дви­жу­щие за­ря­жен­ные ча­сти­цы

4)  элек­три­за­ция через вли­я­ние

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ
  
14.  
i

Га­зо­вый про­точ­ный во­до­на­гре­ва­тель

Га­зо­вый про­точ­ный во­до­на­гре­ва­тель (или га­зо­вая ко­лон­ка) пред­на­зна­чен для на­гре­ва про­точ­ной воды. Внут­ри него рас­по­ла­га­ет­ся теп­ло­об­мен­ник из меди (ма­те­ри­ал с вы­со­кой теп­ло­про­вод­но­стью), через ко­то­рый про­хо­дит вода, а под теп­ло­об­мен­ни­ком на­хо­дит­ся га­зо­вая го­рел­ка. Про­дук­ты сго­ра­ния вы­во­дят­ся через ды­мо­гар­ную трубу. В со­вре­мен­ном при­бо­ре роз­жи­гом газа управ­ля­ет элек­трон­ный блок, кон­тро­ли­ру­ю­щий ра­бо­ту и дру­гих дат­чи­ков (дат­чик го­ре­ния газа, дат­чик тяги воз­ду­ха и два дат­чи­ка дав­ле­ния воды). Для ко­ло­нок любой кон­струк­ции тре­бо­ва­ния по обес­пе­че­нию хо­ро­шей тяги и ми­ни­маль­но­го на­по­ра воды (из­бы­точ­но­го дав­ле­ния) 0,15 бар (или 0,15 атм.) оди­на­ко­вы. Мощ­ность ко­лон­ки опре­де­ля­ет­ся ско­ро­стью по­да­чи газа, что задаётся вруч­ную или ре­гу­ли­ру­ет­ся ав­то­ма­ти­че­ски при из­ме­не­нии на­по­ра воды в кране. На­при­мер, при мощ­но­сти 24 кВт 14 л воды за ми­ну­ту на­гре­ва­ет­ся от 10 ºС до 25 ºС.

Пра­ви­ла экс­плу­а­та­ции

1.  По­ме­ще­ние, в ко­то­ром стоит ко­лон­ка, долж­но хо­ро­шо про­вет­ри­вать­ся. За­пре­ща­ет­ся пе­ре­кры­вать от­вер­стие, пред­на­зна­чен­ное для при­то­ка воз­ду­ха в по­ме­ще­ние.

2.  Перед роз­жи­гом (вклю­че­ни­ем) ко­лон­ки не­об­хо­ди­мо про­ве­рить тягу в ды­мо­хо­де.

3.  Нель­зя раз­ме­щать вб­ли­зи ко­лон­ки лег­ко­воз­го­ра­е­мые пред­ме­ты.

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния га­зо­во­го про­точ­но­го во­до­на­гре­ва­те­ля и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

По­че­му на­кипь, об­ра­зу­ю­ща­я­ся внут­ри теп­ло­об­мен­ни­ка с те­че­ни­ем вре­ме­ни, ухуд­ша­ет экс­плу­а­та­ци­он­ные ха­рак­те­ри­сти­ки га­зо­вой ко­лон­ки?

15.  
i

Га­зо­вый про­точ­ный во­до­на­гре­ва­тель

Га­зо­вый про­точ­ный во­до­на­гре­ва­тель (или га­зо­вая ко­лон­ка) пред­на­зна­чен для на­гре­ва про­точ­ной воды. Внут­ри него рас­по­ла­га­ет­ся теп­ло­об­мен­ник из меди (ма­те­ри­ал с вы­со­кой теп­ло­про­вод­но­стью), через ко­то­рый про­хо­дит вода, а под теп­ло­об­мен­ни­ком на­хо­дит­ся га­зо­вая го­рел­ка. Про­дук­ты сго­ра­ния вы­во­дят­ся через ды­мо­гар­ную трубу. В со­вре­мен­ном при­бо­ре роз­жи­гом газа управ­ля­ет элек­трон­ный блок, кон­тро­ли­ру­ю­щий ра­бо­ту и дру­гих дат­чи­ков (дат­чик го­ре­ния газа, дат­чик тяги воз­ду­ха и два дат­чи­ка дав­ле­ния воды). Для ко­ло­нок любой кон­струк­ции тре­бо­ва­ния по обес­пе­че­нию хо­ро­шей тяги и ми­ни­маль­но­го на­по­ра воды (из­бы­точ­но­го дав­ле­ния) 0,15 бар (или 0,15 атм.) оди­на­ко­вы. Мощ­ность ко­лон­ки опре­де­ля­ет­ся ско­ро­стью по­да­чи газа, что задаётся вруч­ную или ре­гу­ли­ру­ет­ся ав­то­ма­ти­че­ски при из­ме­не­нии на­по­ра воды в кране. На­при­мер, при мощ­но­сти 24 кВт 14 л воды за ми­ну­ту на­гре­ва­ет­ся от 10 ºС до 25 ºС.

Пра­ви­ла экс­плу­а­та­ции

1.  По­ме­ще­ние, в ко­то­ром стоит ко­лон­ка, долж­но хо­ро­шо про­вет­ри­вать­ся. За­пре­ща­ет­ся пе­ре­кры­вать от­вер­стие, пред­на­зна­чен­ное для при­то­ка воз­ду­ха в по­ме­ще­ние.

2.  Перед роз­жи­гом (вклю­че­ни­ем) ко­лон­ки не­об­хо­ди­мо про­ве­рить тягу в ды­мо­хо­де.

3.  Нель­зя раз­ме­щать вб­ли­зи ко­лон­ки лег­ко­воз­го­ра­е­мые пред­ме­ты.

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния га­зо­во­го про­точ­но­го во­до­на­гре­ва­те­ля и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

По­че­му за­пре­ща­ет­ся пе­ре­кры­вать от­вер­стие, пред­на­зна­чен­ное для при­то­ка воз­ду­ха в по­ме­ще­ние?

16.  
i

Фо­то­лю­ми­нес­цен­ция

Све­то­вая волна, па­да­ю­щая на тело, ча­стич­но от­ра­жа­ет­ся от него, ча­стич­но про­хо­дит на­сквозь, ча­стич­но по­гло­ща­ет­ся. Часто энер­гия по­глощённой све­то­вой волны це­ли­ком пе­ре­хо­дит во внут­рен­нюю энер­гию ве­ще­ства, что про­яв­ля­ет­ся в на­гре­ва­нии тела. Од­на­ко из­вест­ная часть этой по­глощённой энер­гии может вы­звать и дру­гие яв­ле­ния: фо­то­элек­три­че­ский эф­фект, фо­то­хи­ми­че­ские пре­вра­ще­ния, фо­то­лю­ми­нес­цен­цию.

Так, не­ко­то­рые тела при осве­ще­нии не толь­ко от­ра­жа­ют часть па­да­ю­ще­го на них света, но и сами на­чи­на­ют све­тить­ся. Такое све­че­ние, или фо­то­лю­ми­нес­цен­ция, от­ли­ча­ет­ся важ­ной осо­бен­но­стью: свет лю­ми­нес­цен­ции имеет иной спек­траль­ный со­став, чем свет, вы­звав­ший све­че­ние (см. рис.). На­блю­де­ния по­ка­зы­ва­ют, что свет лю­ми­нес­цен­ции ха­рак­те­ри­зу­ет­ся бо́льшей дли­ной волны, чем воз­буж­да­ю­щий свет. Это пра­ви­ло носит на­зва­ние пра­ви­ла Сток­са в честь ан­глий­ско­го фи­зи­ка Ге­ор­га Сток­са (1819—1903). Ве­ще­ства, об­ла­да­ю­щие ярко вы­ра­жен­ной спо­соб­но­стью лю­ми­нес­ци­ро­вать, на­зы­ва­ют­ся лю­ми­но­фо­ры.

Ри­су­нок 1. Опыты по фо­то­лю­ми­нес­цен­ции: 1: – ис­точ­ник света (фо­нарь); 2 – све­то­фильтр; 3 – сосуд с ве­ще­ством (Про­пу­стим, на­при­мер, свет от фо­на­ря через фи­о­ле­то­вое стек­ло, за­дер­жи­ва­ю­щее прак­ти­че­ски все го­лу­бые и более длин­ные волны. Если пучок фи­о­ле­то­во­го света на­пра­вить на кол­боч­ку, в ко­то­рой со­дер­жит­ся рас­твор флю­о­рес­це­и­на, то освещённая жид­кость на­чи­на­ет ярко лю­ми­нес­ци­ро­вать зелёно-жёлтым све­том)

Све­че­ние ве­ще­ства (лю­ми­нес­цен­ция) свя­за­но с пе­ре­хо­да­ми ато­мов и мо­ле­кул с выс­ших энер­ге­ти­че­ских уров­ней на низ­шие уров­ни. Лю­ми­нес­цен­ции долж­но пред­ше­ство­вать воз­буж­де­ние ато­мов и мо­ле­кул ве­ще­ства. При фо­то­лю­ми­нес­цен­ции воз­буж­де­ние про­ис­хо­дит под дей­стви­ем ви­ди­мо­го или уль­тра­фи­о­ле­то­во­го из­лу­че­ния.

Не­ко­то­рые тела со­хра­ня­ют спо­соб­ность све­тить­ся не­ко­то­рое время после того, как осве­ще­ние их пре­кра­ти­лось. Такое по­сле­све­че­ние может иметь раз­лич­ную дли­тель­ность. В не­ко­то­рых объ­ек­тах оно про­дол­жа­ет­ся очень малое время (де­ся­ти­ты­сяч­ные доли се­кун­ды и мень­ше), и для его на­блю­де­ния тре­бу­ют­ся осо­бые при­спо­соб­ле­ния. В дру­гих оно тя­нет­ся много се­кунд и даже минут (часов), так что его на­блю­де­ние не пред­став­ля­ет ни­ка­ких труд­но­стей. При­ня­то на­зы­вать све­че­ние, пре­кра­ща­ю­ще­е­ся вме­сте с осве­ще­ни­ем, флю­о­рес­цен­ци­ей, а све­че­ние, име­ю­щее за­мет­ную дли­тель­ность,  — фос­фо­рес­цен­ци­ей.

Лю­ми­нес­цен­ция нашла при­ме­не­ние при из­го­тов­ле­нии ламп днев­но­го света. Воз­ни­ка­ю­щий в лампе, за­пол­нен­ной па­ра­ми ртути, га­зо­вый раз­ряд вы­зы­ва­ет элек­тро­лю­ми­нес­цен­цию паров ртути. В спек­тре из­лу­че­ния ртути име­ет­ся уль­тра­фи­о­ле­то­вое из­лу­че­ние с дли­ной волны 0,257 мкм, ко­то­рое, в свою оче­редь, воз­буж­да­ет фо­то­лю­ми­нес­цен­цию лю­ми­но­фо­ра, нанесённого на внут­рен­нюю сто­ро­ну сте­нок лампы и да­ю­ще­го ви­ди­мый свет. Из­ме­няя со­став лю­ми­но­фо­ра, можно из­го­тав­ли­вать лампы с тре­бу­е­мым спек­тром фо­то­лю­ми­нес­цен­ции. При сме­ще­нии мак­си­му­ма из­лу­че­ния в длин­но­вол­но­вую об­ласть ви­ди­мо­го спек­тра по­лу­ча­ют тёпло-белый (жел­то­ва­тый) свет, в ко­рот­ко­вол­но­вую  — хо­лод­но-белый (го­лу­бо­ва­тый) свет.

Вставь­те в пред­ло­же­ние про­пу­щен­ные слова, ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

 

В лам­пах днев­но­го света фо­то­лю­ми­нес­цен­цию _________________, да­ю­ще­го днев­ной свет, вы­зы­ва­ет из­лу­че­ние паров ртути ________________________ диа­па­зо­на.

17.  
i

Фо­то­лю­ми­нес­цен­ция

Све­то­вая волна, па­да­ю­щая на тело, ча­стич­но от­ра­жа­ет­ся от него, ча­стич­но про­хо­дит на­сквозь, ча­стич­но по­гло­ща­ет­ся. Часто энер­гия по­глощённой све­то­вой волны це­ли­ком пе­ре­хо­дит во внут­рен­нюю энер­гию ве­ще­ства, что про­яв­ля­ет­ся в на­гре­ва­нии тела. Од­на­ко из­вест­ная часть этой по­глощённой энер­гии может вы­звать и дру­гие яв­ле­ния: фо­то­элек­три­че­ский эф­фект, фо­то­хи­ми­че­ские пре­вра­ще­ния, фо­то­лю­ми­нес­цен­цию.

Так, не­ко­то­рые тела при осве­ще­нии не толь­ко от­ра­жа­ют часть па­да­ю­ще­го на них света, но и сами на­чи­на­ют све­тить­ся. Такое све­че­ние, или фо­то­лю­ми­нес­цен­ция, от­ли­ча­ет­ся важ­ной осо­бен­но­стью: свет лю­ми­нес­цен­ции имеет иной спек­траль­ный со­став, чем свет, вы­звав­ший све­че­ние (см. рис.). На­блю­де­ния по­ка­зы­ва­ют, что свет лю­ми­нес­цен­ции ха­рак­те­ри­зу­ет­ся бо́льшей дли­ной волны, чем воз­буж­да­ю­щий свет. Это пра­ви­ло носит на­зва­ние пра­ви­ла Сток­са в честь ан­глий­ско­го фи­зи­ка Ге­ор­га Сток­са (1819—1903). Ве­ще­ства, об­ла­да­ю­щие ярко вы­ра­жен­ной спо­соб­но­стью лю­ми­нес­ци­ро­вать, на­зы­ва­ют­ся лю­ми­но­фо­ры.

Ри­су­нок 1. Опыты по фо­то­лю­ми­нес­цен­ции: 1: – ис­точ­ник света (фо­нарь); 2 – све­то­фильтр; 3 – сосуд с ве­ще­ством (Про­пу­стим, на­при­мер, свет от фо­на­ря через фи­о­ле­то­вое стек­ло, за­дер­жи­ва­ю­щее прак­ти­че­ски все го­лу­бые и более длин­ные волны. Если пучок фи­о­ле­то­во­го света на­пра­вить на кол­боч­ку, в ко­то­рой со­дер­жит­ся рас­твор флю­о­рес­це­и­на, то освещённая жид­кость на­чи­на­ет ярко лю­ми­нес­ци­ро­вать зелёно-жёлтым све­том)

Све­че­ние ве­ще­ства (лю­ми­нес­цен­ция) свя­за­но с пе­ре­хо­да­ми ато­мов и мо­ле­кул с выс­ших энер­ге­ти­че­ских уров­ней на низ­шие уров­ни. Лю­ми­нес­цен­ции долж­но пред­ше­ство­вать воз­буж­де­ние ато­мов и мо­ле­кул ве­ще­ства. При фо­то­лю­ми­нес­цен­ции воз­буж­де­ние про­ис­хо­дит под дей­стви­ем ви­ди­мо­го или уль­тра­фи­о­ле­то­во­го из­лу­че­ния.

Не­ко­то­рые тела со­хра­ня­ют спо­соб­ность све­тить­ся не­ко­то­рое время после того, как осве­ще­ние их пре­кра­ти­лось. Такое по­сле­све­че­ние может иметь раз­лич­ную дли­тель­ность. В не­ко­то­рых объ­ек­тах оно про­дол­жа­ет­ся очень малое время (де­ся­ти­ты­сяч­ные доли се­кун­ды и мень­ше), и для его на­блю­де­ния тре­бу­ют­ся осо­бые при­спо­соб­ле­ния. В дру­гих оно тя­нет­ся много се­кунд и даже минут (часов), так что его на­блю­де­ние не пред­став­ля­ет ни­ка­ких труд­но­стей. При­ня­то на­зы­вать све­че­ние, пре­кра­ща­ю­ще­е­ся вме­сте с осве­ще­ни­ем, флю­о­рес­цен­ци­ей, а све­че­ние, име­ю­щее за­мет­ную дли­тель­ность,  — фос­фо­рес­цен­ци­ей.

Лю­ми­нес­цен­ция нашла при­ме­не­ние при из­го­тов­ле­нии ламп днев­но­го света. Воз­ни­ка­ю­щий в лампе, за­пол­нен­ной па­ра­ми ртути, га­зо­вый раз­ряд вы­зы­ва­ет элек­тро­лю­ми­нес­цен­цию паров ртути. В спек­тре из­лу­че­ния ртути име­ет­ся уль­тра­фи­о­ле­то­вое из­лу­че­ние с дли­ной волны 0,257 мкм, ко­то­рое, в свою оче­редь, воз­буж­да­ет фо­то­лю­ми­нес­цен­цию лю­ми­но­фо­ра, нанесённого на внут­рен­нюю сто­ро­ну сте­нок лампы и да­ю­ще­го ви­ди­мый свет. Из­ме­няя со­став лю­ми­но­фо­ра, можно из­го­тав­ли­вать лампы с тре­бу­е­мым спек­тром фо­то­лю­ми­нес­цен­ции. При сме­ще­нии мак­си­му­ма из­лу­че­ния в длин­но­вол­но­вую об­ласть ви­ди­мо­го спек­тра по­лу­ча­ют тёпло-белый (жел­то­ва­тый) свет, в ко­рот­ко­вол­но­вую  — хо­лод­но-белый (го­лу­бо­ва­тый) свет.

В опыте по фо­то­лю­ми­нес­цен­ции ве­ще­ство из­лу­ча­ет свет с мак­си­му­мом, со­от­вет­ству­ю­щим го­лу­бо­му свету. Какие лучи ви­ди­мо­го света могли вы­звать про­цесс фо­то­лю­ми­нес­цен­ции?

18.  
i

Фо­то­лю­ми­нес­цен­ция

Све­то­вая волна, па­да­ю­щая на тело, ча­стич­но от­ра­жа­ет­ся от него, ча­стич­но про­хо­дит на­сквозь, ча­стич­но по­гло­ща­ет­ся. Часто энер­гия по­глощённой све­то­вой волны це­ли­ком пе­ре­хо­дит во внут­рен­нюю энер­гию ве­ще­ства, что про­яв­ля­ет­ся в на­гре­ва­нии тела. Од­на­ко из­вест­ная часть этой по­глощённой энер­гии может вы­звать и дру­гие яв­ле­ния: фо­то­элек­три­че­ский эф­фект, фо­то­хи­ми­че­ские пре­вра­ще­ния, фо­то­лю­ми­нес­цен­цию.

Так, не­ко­то­рые тела при осве­ще­нии не толь­ко от­ра­жа­ют часть па­да­ю­ще­го на них света, но и сами на­чи­на­ют све­тить­ся. Такое све­че­ние, или фо­то­лю­ми­нес­цен­ция, от­ли­ча­ет­ся важ­ной осо­бен­но­стью: свет лю­ми­нес­цен­ции имеет иной спек­траль­ный со­став, чем свет, вы­звав­ший све­че­ние (см. рис.). На­блю­де­ния по­ка­зы­ва­ют, что свет лю­ми­нес­цен­ции ха­рак­те­ри­зу­ет­ся бо́льшей дли­ной волны, чем воз­буж­да­ю­щий свет. Это пра­ви­ло носит на­зва­ние пра­ви­ла Сток­са в честь ан­глий­ско­го фи­зи­ка Ге­ор­га Сток­са (1819—1903). Ве­ще­ства, об­ла­да­ю­щие ярко вы­ра­жен­ной спо­соб­но­стью лю­ми­нес­ци­ро­вать, на­зы­ва­ют­ся лю­ми­но­фо­ры.

Ри­су­нок 1. Опыты по фо­то­лю­ми­нес­цен­ции: 1: – ис­точ­ник света (фо­нарь); 2 – све­то­фильтр; 3 – сосуд с ве­ще­ством (Про­пу­стим, на­при­мер, свет от фо­на­ря через фи­о­ле­то­вое стек­ло, за­дер­жи­ва­ю­щее прак­ти­че­ски все го­лу­бые и более длин­ные волны. Если пучок фи­о­ле­то­во­го света на­пра­вить на кол­боч­ку, в ко­то­рой со­дер­жит­ся рас­твор флю­о­рес­це­и­на, то освещённая жид­кость на­чи­на­ет ярко лю­ми­нес­ци­ро­вать зелёно-жёлтым све­том)

Све­че­ние ве­ще­ства (лю­ми­нес­цен­ция) свя­за­но с пе­ре­хо­да­ми ато­мов и мо­ле­кул с выс­ших энер­ге­ти­че­ских уров­ней на низ­шие уров­ни. Лю­ми­нес­цен­ции долж­но пред­ше­ство­вать воз­буж­де­ние ато­мов и мо­ле­кул ве­ще­ства. При фо­то­лю­ми­нес­цен­ции воз­буж­де­ние про­ис­хо­дит под дей­стви­ем ви­ди­мо­го или уль­тра­фи­о­ле­то­во­го из­лу­че­ния.

Не­ко­то­рые тела со­хра­ня­ют спо­соб­ность све­тить­ся не­ко­то­рое время после того, как осве­ще­ние их пре­кра­ти­лось. Такое по­сле­све­че­ние может иметь раз­лич­ную дли­тель­ность. В не­ко­то­рых объ­ек­тах оно про­дол­жа­ет­ся очень малое время (де­ся­ти­ты­сяч­ные доли се­кун­ды и мень­ше), и для его на­блю­де­ния тре­бу­ют­ся осо­бые при­спо­соб­ле­ния. В дру­гих оно тя­нет­ся много се­кунд и даже минут (часов), так что его на­блю­де­ние не пред­став­ля­ет ни­ка­ких труд­но­стей. При­ня­то на­зы­вать све­че­ние, пре­кра­ща­ю­ще­е­ся вме­сте с осве­ще­ни­ем, флю­о­рес­цен­ци­ей, а све­че­ние, име­ю­щее за­мет­ную дли­тель­ность,  — фос­фо­рес­цен­ци­ей.

Лю­ми­нес­цен­ция нашла при­ме­не­ние при из­го­тов­ле­нии ламп днев­но­го света. Воз­ни­ка­ю­щий в лампе, за­пол­нен­ной па­ра­ми ртути, га­зо­вый раз­ряд вы­зы­ва­ет элек­тро­лю­ми­нес­цен­цию паров ртути. В спек­тре из­лу­че­ния ртути име­ет­ся уль­тра­фи­о­ле­то­вое из­лу­че­ние с дли­ной волны 0,257 мкм, ко­то­рое, в свою оче­редь, воз­буж­да­ет фо­то­лю­ми­нес­цен­цию лю­ми­но­фо­ра, нанесённого на внут­рен­нюю сто­ро­ну сте­нок лампы и да­ю­ще­го ви­ди­мый свет. Из­ме­няя со­став лю­ми­но­фо­ра, можно из­го­тав­ли­вать лампы с тре­бу­е­мым спек­тром фо­то­лю­ми­нес­цен­ции. При сме­ще­нии мак­си­му­ма из­лу­че­ния в длин­но­вол­но­вую об­ласть ви­ди­мо­го спек­тра по­лу­ча­ют тёпло-белый (жел­то­ва­тый) свет, в ко­рот­ко­вол­но­вую  — хо­лод­но-белый (го­лу­бо­ва­тый) свет.

На ри­сун­ке пред­став­ле­ны гра­фи­ки, ил­лю­стри­ру­ю­щие ре­зуль­та­ты опы­тов по на­блю­де­нию фо­то­лю­ми­нес­цен­ции для не­ко­то­ро­го кри­стал­ла (гра­фик из­лу­че­ния и гра­фик по­гло­ще­ния при пред­ва­ри­тель­ном об­лу­че­нии).

Ка­ко­вы длины волн, на ко­то­рые при­хо­дит­ся мак­си­мум по­глощённого из­лу­че­ния и мак­си­мум спек­тра из­лу­че­ния кри­стал­ла при фо­то­лю­ми­нес­цен­ции? Ответ по­яс­ни­те.