Энергия фотона падающего на поверхность металлической пластинки в 5 раз
Ниже размещены условия задач и отсканированные решения. Если вам нужно решить задачу на эту тему, вы можете найти здесь похожее условие и решить свою по аналогии. Загрузка страницы может занять некоторое время в связи с большим количеством рисунков. Если Вам понадобится решение задач или онлайн помощь по физике- обращайтесь, будем рады помочь.
Явление фотоэффекта заключается в испускании веществом электронов под действием падающего света. Теория фотоэффекта разработана Эйнштейном и заключается в том, что поток света представляет собой поток отдельных квантов(фотонов) с энергией каждого фотона h n . При попадании фотонов на поверхность вещества часть из них передает свою энергию электронов. Если этой энергия больше работы выхода из вещества, электрон покидает металл. Уравнение эйнштейна для фотоэффекта: где — максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.
Длина волны красной границы фотоэффекта для некоторого металла составляет 307 нм. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов – 1 эВ. Найти отношение работы выхода электрона к энергии падающего фотона.
Частота света красной границы фотоэффекта для некоторого металла составляет 6*10 14 Гц, задерживающая разность потенциалов для фотоэлектронов – 2В. Определить частоту падающего света и работу выхода электронов.
Работа выхода электрона из металла составляет 4,28эВ. Найти граничную длину волны фотоэффекта.
На медный шарик радает монохроматический свет с длиной волны 0,165 мкм. До какого потенциала зарядится шарик, если работа выхода электрона для меди 4,5 эВ?
Работа выхода электрона из калия составляет 2,2эВ, для серебра 4,7эВ. Найти граничные длину волны фотоэффекта.
Длина волны радающего света 0,165 мкм, задерживающая разность потенциалов для фотоэлектронов 3В. Какова работа выхода электронов?
Красная граница фотоэффекта для цинка 310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, если на цинк падает свет с длиной волны 200нм.
На металл с работой выхода 2,4эВ падает свет с длиной волны 200нм. Определить задерживающую разность потенциалов.
На металл падает свет с длиной волны 0,25 мкм, задерживающая разность потенциалов при этом 0,96В. Определить работу выхода электронов из металла.
При изменении длины волны падающего света максимальные скорости фотоэлектронов изменились в 3/4 раза. Первоначальная длина волны 600нм, красная граница фотоэффекта 700нм. Определить длину волны после изменения.
Работы выхода электронов для двух металлов отличаются в 2 раза, задерживающие разности потенциалов - на 3В. Определить работы выхода.
Максимальная скорость фотоэлектронов равно 2,8*10 8 м/с. Определить энергию фотона.
Энергии падающих на металл фотонов равны 1,27 МэВ. Найти максимальную скорость фотоэлектронов.
Максимальная скорость фотоэлектронов равно 0,98с, где с - скорость света в вакууме. Найти длину волны падающего света.
Энергия фотона в пучке света, падающего на поверхность металла, равно 1,53 МэВ. Определить максимальную скорость фотоэлектронов.
На шарик из металла падает свет с длиной волны 0,4 мкм, при этом шапик заряжается до потенциала 2В. До какого потенциала зарядится шарик, если длина волны станет равной 0,3 мкм?
После изменения длины волны падающего света в 1,5 раза задерживающая разность потенциалов изменилась с 1,6В до 3В. Какова работа выхода?
Красная граница фотоэффекта 560нм, частота падающего света 7,3*10 14 Гц. Найти максимальную скорость фотоэлектронов.
Красная граница фотоэффекта 2800 ангстрем, длина волны падающего света 1600 ангстрем. Найти работу выхода и максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона.
Задерживащая разность потенциалов 1,5В, работа выхода электронов 6,4*10 -19 Дж. Найти длину волны падающего света и красную границу фотоэффекта.
Работа выхода электронов из металла равна 3,3 эВ. Во сколько раз изменилась кинетическая энергия фотоэлектронов. если длина волны падающего света изменилась с 2,5*10 -7 м до 1,25*10 -7 м?
Найти максимальную скорость фотоэлектронов для видимого света с энергией фотона 8 эВ и гамма излучения с энергией 0,51 МэВ. Работа выхода электронов из металла 4,7 эВ.
Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 3,7 В. Работа выхода электронов равна 6,3 эВ. Какая работа выхода электронов у другого металла, если там фототок прекращается при разности потенциалов, большей на 2,3В.
Работа выхода электронов из металла 4,5 эВ, энергия падающих фотонов 4,9 эВ. Чему равен максимальный импульс фотоэлектронов?
Красная граница фотоэффекта 2900 ангстрем, максимальная скорость фотоэлектронов 10 8 м/с. Найти отношение работы выхода электронов к энергии палающих фотонов.
Длина волны падающего света 400нм, красная граница фотоэффекта равна 400нм. Чему равна максимальная скорость фотоэлектронов?
Длина волны падающего света 300нм, работа выхода электронов 3,74 эВ. Напряженность задерживающего электростатического поля 10 В/см.Какой максимальный путь фотоэлектронов при движении в направлении задерживающего поля?
Длина волны падающего света 100 нм, работа выхода электронов 5,30эВ. Найти максимальную скорость фотоэлектронов.
При длине волны радающего света 491нм задерживающая разность потенциалов 0,71В. Какова работа выхода электронов? Какой стала длина волны света, если задерживающая разность потенциалов стала равной 1,43В?
Кинетическая энергия фотоэлектронов 2,0 эВ, красная граница фотоэффекта 3,0*10 14 Гц. Определить энергию фотонов.
Красная граница фотоэффекта 0,257 мкм, задерживающая разность потенциалов 1,5В. Найти длину волны падающего света.
Красная граница фотоэффекта 2850 ангстрем. Минимальное значение энергии фотона, при котором возможен фотоэффект?
Ниже вы можете посмотреть обучаюший видеоролик на тему фотоэффекта и его законов.
Энергия фотона падающего на поверхность металлической пластинки в 5 раз
Тип 19 № 26045Для наблюдения фотоэффекта поверхность некоторого металла облучают светом, частота которого равна Затем частоту света увеличивают вдвое. Как изменятся следующие физические величины: длина волны падающего света и работа выхода электрона?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться
| Длина волны падающего света | Работа выхода электрона |
Длина волны связана с частотой излучения и скоростью света соотношением Следовательно, излучение с вдвое большей частотой имеет вдвое меньшую длину волны.
Работа выхода является характеристикой металла и не зависит от частоты падающего излучения, поэтому работа выхода останется неизменной. Следовательно, увеличение частоты света приведет увеличению максимальной кинетической энергии вылетающих электронов.
Тип 19 № 26046Для наблюдения фотоэффекта поверхность некоторого металла облучают светом, частота которого равна Затем частоту света увеличивают вдвое. Как изменятся следующие физические величины: работа выхода электрона и максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов?
Тип 19 № 7330Металлическую пластинку облучают светом с длиной волны λ. Как изменятся максимальная скорость электронов, вылетающих с поверхности этой пластинки, и длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если уменьшить длину волны падающего излучения?
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
вылетающих с поверхности
Энергия налетающих фотонов передаётся электронам и расходуется на преодоление электронами работы выхода из металла и увеличение скорости электронов Значит, при уменьшении длины волны, а следовательно, при увеличении частоты излучения, увеличивается энергия падающих фотонов и увеличивается максимальная скорость фотоэлектронов.
«Красная граница» фотоэффекта — это максимальная длина волны при которой ещё происходит фотоэффект и она зависит от работы выхода, не зависит от энергии налетающих фотонов. Следовательно, при увеличении энергии налетающих фотонов длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта не изменится.
Аналоги к заданию № 7298: 7330 Все
Тип 19 № 8952Металлическую пластинку облучают светом, длина волны которого 0,5 мкм. Работа выхода электронов с поверхности этого металла равна 3 · 10 –19 Дж. Длину волны света уменьшили на 20%.
Определите, как в результате этого изменились энергия падающих на металл фотонов и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.
3) не изменилась.
Уменьшение длины волны приведет к увеличению энергии падающего излучения, а значит, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличится.
Тип 19 № 9003Металлическую пластинку облучают светом, частота которого 6 · 10 14 Гц. Работа выхода электронов с поверхности этого металла равна 3 · 10 –19 Дж. Частоту света уменьшили на 20%.
При уменьшении частоты света на 20% (т. е. в 0,8 раз), она станет равной 4,8 · 10 14 Гц. В этом случае энергия фотона станет приблизительно равной 3,2 · 10 - 19 Дж, что больше работы выхода. Следовательно, фотоэффект происходить еще будет.
Уменьшение частоты света приведет к уменьшению энергии падающего излучения, а значит, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов уменьшится.
Аналоги к заданию № 8952: 9003 Все
Задания Д16 B27 № 2320Работа выхода электронов для исследуемого металла равна 3 эВ. Чему равна максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вылетающих с поверхности металлической пластинки под действием света, длина волны которого составляет длины волны, соответствующей красной границе фотоэффекта для этого металла?
спасибо за большую помощь в подготовке. в данной задаче длина волны красной границы является минимальной и при последующем уменьшении фотоэффект не имеет место. объясните. пожалуйста.
Частота света и длина волны связаны соотношением .
Для того, чтобы начался фотоэффект, необходимо, чтобы энергия фотона превысила работу выхода. Энергия фотона связана с частотой и длиной волны следующим образом .
Красная граница — это МИНИМАЛЬНАЯ частота или МАКСИМАЛЬНАЯ длина волны, при которой идет фотоэффект
Тип 2 № 7311На горизонтальной поверхности лежит металлический брусок массой 4 кг. Для того, чтобы сдвинуть этот брусок с места, к нему нужно приложить горизонтально направленную силу 20 Н. Затем на эту же поверхность кладут пластиковый брусок массой 2 кг. Коэффициент трения для пластика о данную поверхность в 2 раза меньше, чем для металла. Какую горизонтально направленную силу нужно приложить к пластиковому бруску для того, чтобы сдвинуть его с места? Ответ укажите в Ньютонах.
Для момента начала движения: где - приложенная сила. Распишем силы, которые действуют на металлический брусок - на пластиковый - Следовательно, Н.
Аналоги к заданию № 7279: 7311 Все
Тип 18 № 3883Энергия фотона, падающего на поверхность металлической пластинки, в 5 раз больше работы выхода электрона с поверхности этого металла. Каково отношение максимальной кинетической энергии фотоэлектрона к работе выхода?
Согласно уравнению Эйнштейна, энергия фотона связана работой выхода и максимальной кинетической энергией соотношением: По условию, Следовательно, отношение максимальной кинетической энергии фотоэлектрона к работе выхода равно
Задания Д21 № 12870На поверхность металлической пластинки падает свет. Работа выхода электрона с поверхности этого металла равна A. В первом опыте энергия фотона падающего света равна E, а максимальная кинетическая энергия вылетающего фотоэлектрона равна K. Во втором опыте частоту света увеличивают в 1,5 раза, при этом максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона увеличивается в 3 раза. Установите соответствие между отношением указанных в таблице физических величин и значениями этих отношений. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
В первом опыте во втором опыте Вычитая из второго уравнения первое, получим:
Подставляя это соотношение в первое уравнение, получим:
Задания Д21 № 12914На поверхность металлической пластинки падает свет. Работа выхода электрона с поверхности этого металла равна A. В первом опыте энергия фотона падающего света равна E, а максимальная кинетическая энергия вылетающего фотоэлектрона равна K. Во втором опыте частоту света увеличивают в 1,5 раза, при этом максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона увеличивается в 5 раза. Установите соответствие между отношением указанных в таблице физических величин и значениями этих отношений. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Аналоги к заданию № 12870: 12914 Все
Задания Д32 C3 № 25386Металлическая пластина облучается в вакууме светом с длиной волны, равной 200 нм. Работа выхода электронов из данного металла Aвых = 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в электрическое поле напряженностью Е = 260 В/м, причем вектор напряженности перпендикулярен поверхности пластины и направлен к этой поверхности. Измерения показали, что на некотором расстоянии L от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна W = 15,9 эВ. Определите значение L/
На фотоэлектроны со стороны электрического поля действует сила направленная от пластины, заряд электрона отрицательный. По теореме о кинетической энергии работа электрического поля равна изменению кинетической энергии электронов Работа электрического поля A = eU, разность потенциалов U = EL.
Применим уравнение Эйнштейна для фотоэффекта Учитывая, то , уравнение имеет вид Тогда расстояние от пластины до данной точки
Примеры решения заданий ЕГЭ
Примеры решения заданий ЕГЭ на тему "Квантовая физика".
Просмотр содержимого документа
«Примеры решения заданий ЕГЭ»
Задание 27 № 2036. График на рисунке представляет зависимость максимальной энергии фотоэлектронов от частоты падающих на катод фотонов. Определите по графику энергию фотона с частотой Согласно уравнению фотоэффекта, энергия поглощенного фотона идет на работу выхода и на сообщение электрону кинетической энергии: , при которых не происходит фотоэффекта, получаем что при . Следовательно, при частоте
Задание 27 № 2321. В некоторых опытах по изучению фотоэффекта фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. Напряжение, при котором поле останавливает и возвращает назад все фотоэлектроны, назвали задерживающим напряжением.
В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов при освещении одной и той же пластины, в ходе которого было получено значениеЗадерживающее напряжение U, В
Частота
Чему равно опущенное в таблице первое значение задерживающего потенциала? Ответ выразите в вольтах и округлите с точностью до десятых.
Согласно теории фотоэффекта, энергия поглощенного фотона идет на работу выхода и на сообщение электрону кинетической энергии. Электрическое поле совершает отрицательную работу, тормозя электроны. Таким образом, для первой частоты света и первого задерживающего напряжения имеем . Решая эту систему, принимая во внимание полученное в ходе эксперимента значение постоянной Планка, получаем выражение для первого значения задерживающего потенциала
.
Задание 27 № 3294. Один из способов измерения постоянной Планка основан на определении максимальной кинетической энергии фотоэлектронов с помощью измерения задерживающего напряжения. В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов.
Частота светаПо результатам данного эксперимента определите постоянную Планка с точностью до первого знака после запятой. В ответе приведите значение, умноженное на 10 34.
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта для обоих значений задерживающего напряжения: Вычтя из второго равенства первое, получим соотношение, из которого уже легко оценить постоянную Планка:
Таким образом, ответ: 5,7.
Задание 27 № 3427. В некоторых опытах по изучению фотоэффекта фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. Напряжение, при котором поле останавливает и возвращает назад все фотоэлектроны, назвали задерживающим напряжением.
В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов при освещении одной и той же пластины.
Задерживающее напряжение U, В
Частота
Таким образом, ответ 5,3.
Задание 27 № 3428. Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны максимальная кинетическая энергия выбитых из него фотоэлектронов в 3 раза меньше энергии падающего света. Какова длина волныНайдем работу выхода для данного металла: . Выпишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: . Согласно условию, Скомбинировав все уравнения для длины волны света получаем
Задание 27 № 3440. В таблице представлены результаты измерений запирающего напряжения для фотоэлектронов при двух разных значениях частоты Частота падающего светаКакое значение запирающего напряжения пропущено в таблице?
Обозначим недостающее значение в таблице через Частота света, соответствующая красной границе, определяется следующим образом: . Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта для обоих значений частоты:, . Решая систему этих уравнений, получаем .
Задание 27 № 3444. В таблице представлены результаты измерений запирающего напряжения для фотоэлектронов при двух разных значениях частотыКакое значение частоты пропущено в таблице?
Задание 27 № 4396. В пробирке содержатся атомы радиоактивных изотопов ванадия и хрома. Период полураспада ядер ванадия 16,1 суток, период полураспада ядер хрома 27,8 суток. Через 80 суток число атомов ванадия и хрома сравнялось. Во сколько раз вначале число атомов ванадия превышало число атомов хрома? Ответ укажите с точностью до первого знака после запятой.
Согласно закону радиоактивного распада, по истечении времени t от первоначального количества атомов радиоактивного вещества с периодом полураспада T останется примерно атомов.
Задание 27 № 4503. Поток фотонов выбивает из металла с работой выхода 5 эВ фотоэлектроны. Энергия фотонов в 1,5 раза больше максимальной кинетической энергии фотоэлектронов. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов? Ответ приведите в эВ.
Согласно уравнению фотоэффекта, энергия фотона, работа выхода и максимальная кинетическая энергия электрона связаны соотношением: . По условию, . Следовательно, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна
Задание 27 № 4573. Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых 10 эВ. Энергия фотонов в 3 раза больше работы выхода. Какова работа выхода? Ответ приведите в эВ.
Согласно уравнению фотоэффекта, энергия фотона, работа выхода и максимальная кинетическая энергия электрона связаны соотношением: . По условию, . Следовательно, энергия фотонов равна
Задание 27 № 4608. Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых 10 эВ. Энергия фотонов в 3 раза больше работы выхода фотоэлектронов. Какова энергия фотонов? Ответ приведите в эВ.
Задание 27 № 4643. Поток фотонов выбивает фотоэлектроны из металла с работой выхода 5 эВ. Энергия фотонов в 1,5 раза больше максимальной кинетической энергии фотоэлектронов. Какова энергия фотонов? Ответ приведите в эВ.
Задание 27 № 4818. Две частицы, имеющие отношение зарядов и отношение масс , влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям с отношением радиусов . Определите отношение скоростей этих частиц.
Заряженная частица, влетающая в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, начинает двигаться по окружности под действием силы Лоренца, которая сообщает ей центростремительное ускорение. Второй закон Ньютона для первой и второй частиц в проекции на радиальную ось приобретает вид и соответственно. Поделив одно равенство на другое, получаем, что
Таким образом, для отношения скоростей имеем
Задание 27 № 4958. В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии
( эВ) поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра со скоростью км/с. Какова частота поглощённого фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. В ответе приведите значение частоты, умноженное на 10 −15 .
Поскольку энергией теплового движения атомов водорода можно пренебречь, вся энергия фотона идет на ионизацию электрона (для этого требуется передать атому 13,6 эВ, чтобы перевести электрон из связанного состояния с энергией эВ в свободное состояние с энергией 0 эВ) и на сообщение электрону кинетической энергии, которая у него будет при удалении на бесконечность (когда взаимодействием с ионом водорода можно будет пренебречь):
Таким образом, частота фотона равна
Задание 27 № 5168. В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии
( эВ) поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра со скоростью км/с. Какова длина волны поглощённого фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. Ответ приведите в нм.
Таким образом, длина волны поглощенного фотона равна
Задание 27 № 5203. В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии
( эВ) поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра с импульсом кгм/с. Какова энергия поглощенного фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. Ответ приведите в эВ, округлите до десятых.
Задание 27 № 5238. В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии
( эВ) поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра со скоростью км/с. Какова энергия поглощённого фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. Ответ приведите в эВ ответ округлите до первого знака после запятой.
Задание 27 № 5976. При радиоактивном распаде ядра вылетает α-частица с энергией 4800 кэВ. Известно, что в образце радия, массой 1 мкг, каждую секунду распадаются 3,7·10 4 ядер. Какую суммарную энергию имеют α-частицы, образующиеся в этом образце за 1 час? Ответ приведите в мДж, округлите до 1 знака после запятой.
Суммарная энергия вылетевших за час α-частиц:
Задание 27 № 6011. При радиоактивном распаде ядра вылетает α-частица . Известно, что в образце радия массой 1 мг каждую секунду распадаются 3,7 · 10 7 ядер. α-частицы вылетающие из этого образца за 2 часа, имеют суммарную энергию 205 мДж. Какую энергию имеет каждая α-частица? Ответ приведите в кэВ с точностью ±100кэВ.
Пусть — энергия одной α-частицы, — число распадов ядер в секунду, а, значит, и число α-частиц вылетающих из образца за одну секунду. Суммарная энергия вылетевших за час α-частиц:
Следовательно энергия одной частицы:
Задание 27 № 6211. Красная граница фотоэффекта для калия λ0 = 0,62 мкм. Какую максимальную скорость могут иметь фотоэлектроны, вылетающие с поверхности калиевого фотокатода при облучении его светом длиной волны λ = 0,42 мкм? Ответ приведите в км/с, округлите до целых.
Энергия падающего фотона затрачивается на преодоление работы выхода и увеличение кинетической энергии фотоэлектрона Откуда максимальная скорость, которую могут иметь фотоэлектроны
Задание 27 № 6246. Металлический фотокатод освещён светом длиной волны λ = 0,42 мкм. Максимальная скорость фотоэлектронов, вылетающих с поверхности фотокатода, v = 580 км/с. Какова длина волны красной границы фотоэффекта для этого металла? Ответ приведите в мкм.
Энергия падающего фотона затрачивается на преодоление работы выхода и увеличение кинетической энергии фотоэлектрона где — частота соответствующая красной границе фотоэффекта. Тогда длина волны красной границы фотоэффекта для этого металла:
Задание 27 № 6283. Красная граница фотоэффекта для калия λ0 = 0,62 мкм. Какова длина волны света, падающего на калиевый фотокатод, если максимальная скорость фотоэлектронов v = 580 км/с? Ответ приведите в мкм.
Энергия падающего фотона затрачивается на преодоление работы выхода и увеличение кинетической энергии фотоэлектрона где — частота соответствующая красной границе фотоэффекта. Тогда длина волны падающего света равна
Задание 27 № 6319. Красная граница фотоэффекта для калия λ0 = 0,62 мкм. Какова максимальная скорость фотоэлектронов при облучении калиевого фотокатода светом частотой v = 8·10 14 Гц? Ответ приведите в км/с.
Задание 27 № 6835. Металлическую пластинку облучают монохроматическим светом, длина волны которого составляет 2/3 длины волны, соответствующей красной границе фотоэффекта для этого металла. Работа выхода электронов для исследуемого металла равна 4 эВ. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из металлической пластинки под действием этого света. Ответ приведите в электронвольтах.
При длине волны, равной красной границе фотоэффекта энергия волны равна работе выходе из металла. Следовательно, откуда
Задание 27 № 6868. Какова длина волны света, выбивающего из металлической пластинки фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых составляет 25% от работы выхода электронов из этого металла? Красная граница фотоэффекта для данного металла соответствует длине волны 500 нм. Ответ приведите в нм, округлив до целых.
Задание 27 № 6908. Чему равна сила Ампера, действующая на стальной прямой проводник с током длиной 10 см и площадью поперечного сечения 2 · 10 –2 мм 2 , если напряжение на нём 2,4 В, а модуль вектора магнитной индукции 1 Тл? Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику. Удельное сопротивление стали 0,12 Ом · мм 2 /м.
Сила Ампера - сила, действующая на проводник с током в магнитном поле: , где - сила тока, - магнитная индукция, - длина проводника. Сила тока: , где - напряжения, - сопротивление. Связь сопротивления и удельного сопротивления : , - площадь поперечного сечения.
Получаем итоговую формулу:
Задание 27 № 6940. Катушку индуктивности с нулевым сопротивлением подсоединяют к аккумулятору с ЭДС 1,5 В, внутреннее сопротивление которого также пренебрежимо мало. Через 4 с после подсоединения сила тока, текущего через катушку, оказалась равной 10 А. Чему равна индуктивность катушки? Ответ выразите в Гн и округлите до десятых долей.
В катушке возникает ЭДС самоиндукции: .
Таким образом, индуктивность катушки равна (за счет отсутствия внутреннего сопротивления у аккумулятора):
Задание 27 № 6972. Катушку индуктивности с нулевым сопротивлением подсоединяют к аккумулятору с ЭДС 1,5 В, внутреннее сопротивление которого также пренебрежимо мало. Индуктивность катушки 0,75 Гн. Чему будет равна сила тока, текущего через аккумулятор, через 5 с после подсоединения катушки к аккумулятору?
Таким образом, сила тока, текущего через аккумулятор, равна (за счет отсутствия внутреннего сопротивления у аккумулятора):
Задачи на тему «Фотоны и фотоэффект» с решением
В сегодняшней статье нашей традиционной рубрики «физика» разбираем задачи на фотоэффект.
Доверь свою работу кандидату наук!
Узнать стоимость бесплатно
Задачи на фотоэффект с решениями
Прежде чем приступать к решению задач, напоминаем про памятку и формулы. Эти материалы пригодятся при решении задач по любой теме.
Задача на фотоны и фотоэффект №1
Условие
Найти энергию фотона ε (в Дж) для электромагнитного излучения с частотой ϑ = 100 · 10 14 Г ц .
Решение
Это типичная задача на энергию фотона. Применим формулу:
Здесь h - постоянная Планка. Произведем расчет:
ε = 6 , 63 · 10 - 34 · 10 · 10 14 = 6 , 63 · 10 - 18 Д ж
Ответ: ε = 6 , 63 · 10 - 18 Д ж .
Задача на фотоны и фотоэффект №2
При фиксированной частоте падающего света в опытах №1 и №2 получены вольтамперные характеристики фотоэффекта (см. рис.). Величины фототоков насыщения равны I 1 и I 2 , соответственно. Найти отношение числа фотоэлектронов N 1 к N 2 в этих двух опытах.
I 1 = 13 , 5 м к А I 2 = 10 , 6 м к А
Вольтамперная характеристика фотоэффекта показывает зависимость тока от напряжения между электродами. При выходе тока на насыщение все фотоэлектроны, выбитые из фотокатода, попадают на анод. Таким образом, величина тока насыщения пропорциональна числу фотоэлектронов. Тогда:
N 1 N 2 = I 1 I 2 = 13 , 5 10 , 6 = 1 , 27
Ответ: 1 , 27 .
Задача на фотоны и фотоэффект №3
Энергия падающего фотона равна:
Далее для решения задачи примененим уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, которое можно записать в виде:
h c λ = h c λ 0 + E к
Отсюда найдем кинетическую энергию:
E к = h c λ - h c λ 0 = h c λ 0 - λ λ λ 0
Чтобы найти искомую долю, разделим кинетическую энергию на энергию фотона:
W = E к ε = h c λ 0 - λ λ h c · λ λ 0 = λ 0 - λ λ 0 = 3 · 10 - 7 - 10 - 7 3 · 10 - 7 = 0 , 667
Ответ: W = 0 , 667 .
Задача на фотоны и фотоэффект №4
Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетающих из металла при его освещении лучами с длиной волны 325 нм, равна T т a x = 2 , 3 · 10 - 19 Д ж . Определите работу выхода и красную границу фотоэффекта.
Формула Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид:
h ϑ = h c λ = A + T m a x
Отсюда работа выхода A равна:
A = h c λ - T m a x
Красная граница фотоэффекта определяется условием T m a x = 0 , поэтому получаем:
A = h c λ 0 λ 0 = h c A
A = 6 , 63 · 10 - 34 · 3 · 10 8 3 , 25 · 10 - 7 - 2 , 3 · 10 - 9 = 3 , 81 · 10 - 19 Д ж
λ 0 = 6 , 63 · 10 - 34 · 3 · 10 8 3 , 81 · 10 - 19 = 520 н м
Ответ: A = 3 , 81 · 10 - 19 Д ж ; λ 0 = 520 н м .
Задача на фотоны и фотоэффект №5
Наибольшая длина волны света λ 0 , при которой еще может наблюдаться фотоэффект на сурьме, равна 310 нм. Найдите скорость электронов, выбитых из калия светом с длиной волны 140 нм.
Красная граница фотоэффекта определяется условием T m a x = 0 , поэтому для работы выхода получаем:
h c λ = A + T m a x
Учитывая, что T m a x = m v 2 m a x 2 , определим максимальную скорость электронов при фотоэффекте:
v m a x = 2 h c m 1 λ - 1 λ 0
v m a x = 2 · 6 , 63 · 10 - 34 9 , 1 · 10 - 31 1 1 , 4 · 10 - 7 - 1 3 , 1 · 10 - 7 = 1 , 3 · 10 6 м с
Ответ: 1 , 3 · 10 6 м с .
Вопросы с ответами на тему «Фотоны и фотоэффект»
Вопрос 1. В чем суть фотоэффекта?
Ответ. Фотоэффект — это явление «выбивания» электронов из вещества под действием света (электромагнитного излучения).
Вопрос 2. Что такое ток насыщения?
Ответ. Ток насыщения при фотоэффекте — максимальное значение фототока.
Вопрос 3. Что такое красная граница фотоэффекта?
Ответ. Это минимальная частота или максимальная длина волны света излучения, при которой еще возможен внешний фотоэффект.
Вопрос 4. Что такое работа выхода?
Ответ. Это минимальная энергия, которую надо сообщить электрону, чтобы выбить его из металла.
Вопрос 5. Что такое квант?
Ответ. Неделимая порция какой-либо величины в физике.
Нужна помощь в решении задач и выполнении других типов заданий? Обращайтесь в профессиональный сервис для учащихся по любому вопросу.
Задачи по физике на тему "Фотоны. Излучение света." (11 класс)
Просмотр содержимого документа
«Задачи по физике на тему "Фотоны. Излучение света." (11 класс)»
1. Один лазер излучает монохроматический свет с длиной волны . Отношение импульсов
1) 3)
2. Длина волны рентгеновского излучения равна ?
1) 25 2) 40 3) 2 500 4) 4 000
3. В каком из указанных ниже диапазонов электромагнитного излучения энергия фотонов имеет наибольшее значение?
1) в инфракрасном излучении 2) в видимом свете
3) в ультрафиолетовом излучении 4) в рентгеновском излучении
4. Как нужно изменить длину световой волны, чтобы энергия фотона в световом пучке уменьшилась в 4 раза?
1) увеличить в 4 раза 2) увеличить в 2 раза 3) уменьшить в 2 раза 4) уменьшить в 4 раза
5. Частота красного света примерно в 2 раза меньше частоты фиолетового света. Энергия фотона красного света по отношению к энергии фотона фиолетового света.
1) больше примерно в 4 раза 2) больше примерно в 2 раза
3) меньше примерно в 4 раза 4) меньше примерно в 2 раза
6. На рисунке изображена схема возможных значений энергии атомов разреженного газа.
В начальный момент времени атомы находятся в состоянии с энергией 1) только2) только Дж
3) только и4) любой от Дж
7. Атом испустил фотон с энергией8. Модуль импульса фотона в первом пучке света в 2 раза больше, чем во втором пучке. Отношение частоты света первого пучка к частоте второго равно
1) 1 2) 2 3)9. Модуль импульса фотона в первом пучке света в 2 раза больше модуля импульса фотона во втором пучке. Отношение длины волны в первом пучке света к длине волны во втором пучке равно
10. Чему равен импульс, переданный фотоном веществу при нормальном падении на поверхность, в случае поглощения фотона веществом и в случае его отражения?
1) в обоих случаях
2) в первом случае , во втором —
3) в обоих случаях
4) в первом случае , во втором —
11. Покоящийся атом поглотил фотон с энергией . При этом импульс атома
12. Какой из перечисленных ниже величин пропорциональна энергия фотона?
1) квадрату скорости фотона 2) скорости фотона
3) частоте излучения 4) длине волны
13. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта выражает собой
1) закон сохранения импульса для падающего фотона и выбиваемого им электрона
2) закон сохранения электрического заряда для падающего фотона и выбиваемого электрона
3) закон сохранения энергии для падающего фотона и выбиваемого им электрона
4) все три перечисленных закона для падающего фотона и выбиваемого им электрона
14. Покоящийся атом массой , излучая квант света с длиной волны , приобретает импульс, равный по модулю
15. Энергия фотона, падающего на поверхность металлической пластинки, в 5 раз больше работы выхода электрона с поверхности этого металла. Отношение максимальной кинетической энергии фотоэлектрона к работе выхода равно
1) 5 2) 25 3) 4 4) 0,8
16. Энергию фотона в вакууме можно однозначно определить по
1) частоте 2) длине волны 3) величине импульса 4) любой из трёх перечисленных величин
17. На поверхность металла попал фотон, характеризуемый длиной волны , и выбил из металла электрон с кинетической энергией . Если на поверхность того же металла попадет фотон, характеризуемый длиной волны , то он
1) может выбить из металла два электрона
2) не может выбить из металла ни одного электрона
3) может выбить из металла электрон с энергией, большей
4) может выбить из металла электрон с энергией, меньшей
18. Атом массой испустил фотон с частотой . Этот фотон имеет энергию
19. Атом массой испустил фотон c частотой . Этот фотон имеет модуль импульса
20. Энергия фотона в первом пучке монохроматического света в 2 раза меньше энергии фотона во втором пучке. Отношение длин волн света в первом и втором пучках равно
21. Модуль импульса фотона в рентгеновском дефектоскопе 2 раза больше модуля импульса фотона в рентгеновском медицинском аппарате. Отношение энергии фотона в первом пучке рентгеновских лучей к энергии фотона во втором пучке равно
22. Энергия фотона в рентгеновском медицинском аппарате в 2 раза меньше энергии фотона в рентгеновском дефектоскопе. Отношение частоты электромагнитных колебаний в первом пучке рентгеновских лучей к частоте во втором пучке равно
23. Согласно гипотезе, выдвинутой М. Планком, при тепловом излучении
1) энергия испускается и поглощается непрерывно, независимо от частоты излучения
2) энергия испускается и поглощается порциями (квантами), причём каждая такая порция пропорциональна длине волны излучения
3) энергия испускается и поглощается порциями (квантами), причём каждая такая порция пропорциональна частоте излучения
4) энергия не испускается и не поглощается
24. Согласно гипотезе М. Планка о квантах, при тепловом излучении
1) энергия поглощается порциями, а излучается непрерывно
2) энергия излучается порциями, а поглощается непрерывно
3) энергия излучается и поглощается порциями
4) энергия излучается и поглощается непрерывно
25. Согласно гипотезе М. Планка о квантах, при тепловом излучении энергия излучается и поглощается квантами, при этом
1) энергия кванта пропорциональна частоте излучения
2) энергия кванта пропорциональна квадрату частоты излучения
3) энергия кванта не зависит от частоты излучения
4) энергия кванта обратно пропорциональна частоте излучения
26. Какое из приведённых ниже утверждений, касающихся фотона, является неверным?
1) является носителем гравитационного взаимодействия
2) движется со скоростью света
3) существует только в движении
4) обладает импульсом
27. Выберите верное утверждение. Обнаружение в экспериментах светового давления подтверждает
1) справедливость закона радиоактивного распада
2) наличие импульса фотона
3) справедливость законов фотоэффекта
4) правильность планетарной модели атома
28. Один лазер излучает монохроматическое излучение с длиной волны λ1 = 300 нм, другой – с длиной волны λ2 = 700 нм. Отношение импульсов p1/p2 фотонов, излучаемых лазерами, равно
1) 3) 4)
29. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой En=−13,6/n 2 эВ, где n = 1, 2, 3, …. При переходе атома из состояния Е2 в состояние Е1 атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, фотон выбивает фотоэлектрон. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, λкр = 300 нм. Чему равен максимально возможный импульс фотоэлектрона? Ответ умножить на 10 24 и округлить до десятых.
30. Один лазер излучает монохроматическое излучение с длиной волны λ1 = 700 нм, другой – с длиной волны λ2 = 350 нм. Отношение импульсов р1/р2 фотонов, излучаемых лазерами, равно
1) 1 2) 2 3) 1/2 4) √2
31. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой En=−13,6/n 2 эВ, где n = 1, 2, 3, …. При переходе атома из состояния Е2 в состояние Е1 атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, этот фотон выбивает фотоэлектрон. Частота света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, νкр = 6·10 14 Гц. Чему равен максимально возможный импульс фотоэлектрона? Ответ умножить на 10 24 и округлить до десятых.
32. Один лазер излучает монохроматическое излучение с длиной волны λ1 = 700 нм, другой – с длиной волны λ2 = 350 нм. Отношение импульсов р1/р2 фотонов, излучаемых лазерами, равно
33. Один лазер излучает монохроматическое излучение с длиной волны λ1 = 300 нм, другой – с длиной волны λ2 = 700 нм. Отношение импульсов p1/p2 фотонов, излучаемых лазерами, равно
34. На рисунке приведён график зависимости энергии E фотонов от их частоты v. Какая точка на графике соответствует фотону с наибольшей длиной волны?
35. а рисунке приведён график зависимости энергии E фотонов от их частоты v. Какая точка на графике соответствует фотону с наименьшей длиной волны?
Читайте также: