Поток фотонов с энергией 10 эв выбивает из металла фотоэлектроны какова

Обновлено: 05.01.2025

Задания Д21 № 9510

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вылетающих из металлической пластинки при её освещении монохроматическим светом, равна 0,8 эВ. Красная граница фотоэффекта для этого металла 495 нм. Установите соответствие между физическими величинами и их численными значениями, выраженными в СИ. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) работа выхода металла

Б) энергия фотона в световом потоке, падающем на пластинку

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

«Красная граница» фотоэффекта — это максимальная длина волны при которой ещё происходит фотоэффект и она зависит от работы выхода, не зависит от энергии налетающих фотонов.

Энергия налетающих фотонов передаётся электронам и расходуется на преодоление электронами работы выхода из металла и увеличение кинетической энергии электронов

Тип 26 № 16867

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вылетающих из металлической пластинки под действием света, равна 2 эВ. Длина волны падающего монохроматического света составляет длины волны, соответствующей «красной границе» фотоэффекта для этого металла. Какова работа выхода электронов? Ответ приведите в электрон-вольтах.

Если длина волны падающего света равна длине «красной границы» фотоэффекта, то работа выхода равна энергии падающих фотонов, то есть для фотонов имеющих длину волны, соответствующую «красной границе» фотоэффекта верно соотношение Длина волны света, его частота и скорость света связаны соотношением: Следовательно, частота падающего света в раза больше То есть Для первого уравнения получаем:

Задания Д21 № 3158

Квант света выбивает электрон из металла. Как изменятся при увеличении энергии фотона в этом опыте следующие три величины: работа выхода электрона из металла, максимальная возможная скорость фотоэлектрона, его максимальная кинетическая энергия?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

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

Тип 18 № 2304

Поток фотонов с энергией 15 эВ выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых в 2 раза меньше работы выхода. Какова максимальная кинетическая энергия образовавшихся фотоэлектронов? (Ответ дать в электрон-вольтах.)

В условии сказано, что максимальная кинетическая энергия в 2 раза меньше работы выхода т.е. Авых=0,5Екин, тогда hv=1,5Екин, Екин=10эВ

Задания Д21 № 12870

На 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:

Тип 18 № 7075

Пластина, изготовленная из материала, для которого работа выхода равна 2 эВ, освещается монохроматическим светом. Какова энергия фотонов падающего света, если максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1,5 эВ? (Ответ дайте в электрон-вольтах.)

Уравнение фотоэффекта: где — энергия фотона.

Тип 26 № 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 электрон-вольтах.

При длине волны, равной красной границе фотоэффекта энергия волны равна работе выходе из металла. Следовательно, откуда

Тип 26 № 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.

Задерживающее напряжение U, В

По 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.

Задания Д32 C3 № 4758

Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой где . При переходе атома из состояния в состояние атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, фотон выбивает фотоэлектрон. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, Чему равна максимально возможная кинетическая энергия фотоэлектрона?

Согласно постулатам Бора, свет излучается при переходе атома на более низкие уровни энергии, при этом фотоны несут энергию, равную разности энергий начального и конечного состояний. Таким образом, испущенный фотон имел энергию

Согласно уравнению фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вылетающих фотоэлектронов связана с энергией фотона и работой выхода соотношением

Работа выхода связана с длиной волны красной границы соотношением:

Таким образом, максимально возможная кинетическая энергия фотоэлектрон равна

Задания Д32 C3 № 4898

Уровни   энергии   электрона   в   атоме    водорода   задаются    формулой
 эВ, где . При переходе атома из состояния в состояние атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода,этот фотон выбивает фотоэлектрон. Частота света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, Гц. Чему равна максимальная возможная кинетическая энергия фотоэлектрона?

Согласно постулатам Бора, свет излучается при переходе атома на более низкие уровни энергии, при этом фотоны несут энергию, равную разности энергий начального и конечного состояний. Таким образом, испущенный фотон имел нес энергию

Работа выхода связана с частотой красной границы соотношением:

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Сибирь. Вариант 5., ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Сибирь. Вариант 6.

Тип 18 № 2302

Металлическую пластину освещают светом с энергией фотонов 6,2 эВ. Работа выхода для металла пластины равна 2,5 эВ. Какова максимальная кинетическая энергия образовавшихся фотоэлектронов? (Ответ дать в электрон-вольтах.)

Тип 26 № 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 электрон-вольтах.

Согласно уравнению фотоэффекта, энергия фотона, работа выхода и максимальная кинетическая энергия электрона связаны соотношением: По условию, Следовательно, энергия фотонов равна

Задания Д21 № 3760

Для наблюдения фотоэффекта поверхность некоторого металла облучают светом, частота которого равна Затем частоту света увеличивают вдвое. Как изменятся следующие физические величины: длина волны падающего света, работа выхода электрона, максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов?

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

кинетическая энергия
вылетающих электронов

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.

Почему длина волны уменьшается? Длина воны=скорость света/частота света. Частота уменьшается, следовательно длина волны увеличивается.

В условии написано: «Затем ча­сто­ту света уве­ли­чи­ва­ют вдвое».

Задания Д21 № 10651

На рисунке изображена зависимость максимальной кинетической энергии Eэ электрона, вылетающего с поверхности металлической пластинки, от энергии Eф падающего на пластинку фотона.

Пусть на поверхность этой пластинки падает свет, энергия фотона которого равна 5 эВ.

Установите соответствие между физическими величинами, указанными в таблице, и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) кинетическая энергия электрона, вылетающего с поверхности пластинки

Б) работа выхода электронов с поверхности металла пластинки

Работа выхода является характеристикой металла и не зависит от частоты падающего излучения. Из графика видно, что работа выхода равна 2 эВ. Тогда кинетическая энергия фотоэлектронов равна 5 − 2 = 3 эВ.

Тип 26 № 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 электрон-вольтах.

Задания Д23 № 2513

При изучении явления фотоэффекта исследовалась зависимость максимальной кинетической энергии вылетающих с поверхности освещенной пластины фото-электронов от частоты падающего света. Погрешности измерения частоты света и энергии фотоэлектронов составляли соответственно и Результаты измерений с учетом их погрешности представлены на рисунке. Согласно этим измерениям, чему приблизительно равна постоянная Планка? (Ответ дайте в с точностью до )

Из рисунка имеем,

Угловой же коэффициент полученной кривой даст приблизительное значение постоянной Планка:

Разве решение не сводится к тому что мы должны найти приблизительное значение h поделив значение E на значения v(ню) где на графике изображена почти линейная зависимость (с 6 и выше по значению частоты) где получаем постоянно число приблизительно равное второму варианту ответа

Во-первых, нельзя выкидывать из рассмотрения первую точку, поскольку они все равноправны, погрешности измерений у всех одинаковые.

Во-вторых, вы предлагаете искать значение постоянной Планка по формуле , тем самым Вы пренебрегаете работой выхода электрона. Перед тем как чем-либо пренебрегать, обязательно надо оценить величину, у меня получилось, что она дает ощутимый вклад.

Зависимость ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ тогда, когда величины этой зависимости иЗМЕРЕНЫ. Интересно, каким прибором Вы измеряли частоту света и максимальную скорость фотоэлектронов? Автор этой задачи не имеет ни малейшего понятия о физическом научном эксперименте.

Конечно, тут идет речь не о прямых измерениях. Мне кажется, сейчас в физике никто ничего линейкой уже давно не мерит. Максимальную частоту можно измерять, подбирая задерживающий потенциал. Да и с частотой, я полагаю, особых проблем нет, пучок света можно исследовать например при помощи дифракционной решетки.

Это тангенс угла наклона красной линии. Соответственно, числа взяты с графика.

Задания Д32 C3 № 4793

Уровни   энергии   электрона   в   атоме    водорода   задаются    формулой
эВ, где . При переходе атома из состояния в состояние атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода,этот фотон выбивает фотоэлектрон. Частота света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, Гц. Чему равен максимально возможный импульс фотоэлектрона?

Таким образом, максимально возможный импульс фотоэлектрон равен

Тип 26 № 3428

Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны нм. При освещении этого металла светом длиной волны максимальная кинетическая энергия выбитых из него фотоэлектронов в 3 раза меньше энергии падающего света. Какова длина волны падающего света? Ответ приведите в нанометрах.

Найдем работу выхода для данного металла: Выпишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: Согласно условию, Скомбинировав все уравнения для длины волны света получаем

Задания Д32 C3 № 11646

Катод из ниобия облучают светом частотой соответствующей красной границе фотоэффекта для германия. При этом максимальная кинетическая энергия вылетевших фотоэлектронов в два раза меньше, чем работа выхода для ниобия. Найдите частоту красной границы фотоэффекта для ниобия.

Запишем уравнение фотоэффекта: Заметим, что работа выхода и частота красной границы фотоэффекта связанны уравнением: Получаем: откуда

Тип 26 № 2036

График на рисунке представляет зависимость максимальной энергии фотоэлектронов от частоты падающих на катод фотонов. Определите по графику энергию фотона с частотой Ответ приведите в электрон-вольтах.

То есть если фотоэффект не происходит,значит энергия падающего фотона равна нулю, а отсюда следовательно и частота равна нулю?

Под частотой с индексом ноль подразумевается красная граница?

Нет, не совсем так.

Если фотоэффект не наблюдается, это вовсе не значит, что энергия падающего фотона и, соответственно, его частота равны нулю. Эти величины, конечно же, по-прежнему отличны от нуля. Просто энергии фотона недостаточно для того, чтобы выбить электроны из металла, для этого, как минимум, нужно, чтобы фотон нес энергию, равную работе выхода.

Кроме того, по-видимому, следует сделать следующий комментарий. На самом деле, приведенный в данном задании график не вполне соответствует действительности, так как на нем отмечены отрицательные значения кинетической энергии, которая существенно положительна. Частота здесь — это действительно частота красной границы. При частоте ниже фотоэффект не наблюдается, поэтому говорить об энергии фотоэлектронов в этой области просто не имеет смысла, и рисовать на графике при таких частотах вообще ничего не нужно. Автор рисунка просто продолжил линию в нефизическую область, чтобы указать пересечение с вертикальной осью, конечно, лучше бы это сделать пунктиром, но, как есть.

11 класс. Профильный уровень. Самостоятельная работа по теме "Фотон. Фотоэффект

Нажмите, чтобы узнать подробности

m e =9,1∙10 -31 кг , q e =1,6·10 −19 Кл, h = 6,6·10 −34 Дж·с.

Металлическую 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?

Максимальная скорость электронов

Красная граница фотоэффекта

Пластина, изготовленная из материала, для которого работа выхода равна 2 эВ, освещается монохроматическим светом. Какова энергия фотонов падающего света в эВ, если максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1,5 эВ?

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 в эВ

Фотоэффект наблюдают, освещая поверхность металла светом с частотой ν. При этом задерживающая разность потенциалов равна U. После изменения частоты света задерживающая разность потенциалов увеличилась на ∆ U =0,6 B . Каково изменение частоты падающего света?

На графике приведена зависимость фототока от приложенного обратного напряжения при освещении металлической пластины (фотокатода) электромагнитным излучением с энергией фотонов 4 эВ. Чему равна работа выхода из этого металла в эВ

Какую максимальную скорость получат электроны, вырванные из натрия излучением с длиной волны 600 нм, если работа выхода составляет 2·10 -19 Дж?

Максимальная скорость фотоэлектронов

Максимальная кинетическая энергия

В вакууме распространяются два параллельных пучка света. Свет первого пучка характеризуется длиной волны 300 нм, а свет второго пучка частотой 0,5∙10 15 Гц. Во сколько раз отличается масса фотона из первого пучка от массы фотона из второго пучка?

Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода 290нм. Фотокатод облучают светом с длиной волны 220 нм. При каком напряжении между анодом и катодом фототок прекращается?

В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью С. При длительном освещении катода светом с длиной волны λ = 300 нм фототок, возникший вначале, прекращается, а на конденсаторе появляется заряд q = 11·10 -9 Кл. Работа выхода электронов из кальция

А = 4,42·10 -19 Дж. Определите емкость конденсатора

Просмотр содержимого документа
«Вариант №2»

Самостоятельные работы по физике 11 класс профиль

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА №18

ФОТОН. ФОТОЭФФЕКТ

m e =9,1∙10 -31 кг, q e =1,6·10 −19 Кл, h = 6,6·10 −34 Дж·с.

Металлическую пластинку облучают светом с длиной волны λ. Как изменятся запирающее напряжение и энергия падающего излучения, если увеличить длину волны падающего излучения?

Модуль запирающего напряжения

Энергия падающего излучения

На неподвижную пластину из никеля падает электромагнитное излучение, энергия фотонов которого равна 8 эВ. При этом в результате фотоэффекта из пластины вылетают электроны с максимальной кинетической энергией 5 эВ. Какова работа выхода электронов из никеля в эВ

Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых 10 эВ. Энергия фотонов в 3 раза больше работы выхода. Какова работа выхода в эВ

Фотоэффект наблюдают, освещая поверхность металла светом с частотой ν. При этом задерживающая разность потенциалов равна U. Частота света увеличилась на ∆ν=2,5∙10 14 Гц. Каково изменение задерживающей разности потенциалов.

C освещаемого фотокатода с работой выхода 2,5 эВ, вылетают фотоэлектроны. На рисунке представлен график зависимости силы фототока от напряжения задерживающего поля. Определите энергию фотонов, налетающих на катод в эВ

Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λкр = 290 нм. При облучении катода светом с длиной волны λ фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U =1,9 В. Определите длину волны λ.

При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии опытов использовался красный светофильтр, а во второй — жёлтый. В каждом опыте измеряли запирающее напряжение.

Как изменяются длина световой волны, напряжение запирания и кинетическая энергия фотоэлектронов?

Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения.

3) не изменилась

Кинетическая энергия фотоэлектронов

Длина волны рентгеновского излучения равна 10 -10 м. Во сколько раз энергия одного фотона этого излучения превосходит энергию фотона видимого света длиной волны 400нм

В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка облучалась светом с длинами волн соответственно 350 нм и 540 нм. В этих опытах максимальные скорости фотоэлектронов отличались υ1/υ2 в 2 раза. Какова работа выхода с поверхности металла?

Электрон, выбиваемый из металлической пластинки с работой выхода 2 эВ излучением с длиной волны 300 нм, попадает в однородное магнитное поле с индукцией 10 -3 Тл. Вектор его скорости направлен перпендикулярно линиям индукции. С каким максимальным ускорением будет двигаться электрон в магнитном поле?

Просмотр содержимого документа
«Вариант №3»

Монохроматический свет с энергией фотонов Eф падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Как изменятся модуль запирающего напряжения и длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если энергия падающих фотонов увеличится?

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

Металлическую пластину освещают светом с энергией фотонов 6,5 эВ. Работа выхода для металла пластины равна 2,5 эВ. Какова максимальная кинетическая энергия образовавшихся фотоэлектронов в эВ

Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых 10 эВ. Энергия фотонов в 3 раза больше работы выхода фотоэлектронов. Какова энергия фотонов в эВ

Фотоэффект наблюдают, освещая поверхность металла светом с частотой ν. При этом задерживающая разность потенциалов равна U. После изменения частоты света задерживающая разность потенциалов увеличилась на ∆ U =1,5В. Каково изменение частоты падающего света?

Работа выхода для некоторого металла равна 3 эВ. На пластинку из этого металла падает свет. На рисунке показана зависимость силы фототока от приложенного обратного напряжения. Какова энергия фотона светового излучения, падающего на эту пластинку в эВ

Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λкр = 450 нм. При облучении катода светом с длиной волны λ фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,4 В. Определите длину волны λ.

Металлическую пластину освещали монохроматическим светом с длиной волны 500 нм. Что произойдет с частотой падающего света, импульсом фотонов и кинетической энергией вылетающих электронов при освещении этой пластины монохроматическим светом с длиной волны 700 нм одинаковой интенсивности? Фотоэффект наблюдается в обоих случаях.

А) Частота падающего света

Б) Импульс фотонов

В) Кинетическая энергия вылетающих электронов

Один лазер излучает монохроматический свет с длиной волны 350нм, другой с длиной волны 700нм. Каково отношение импульсов фотонов р1/р2, излучаемых лазерами?

Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины светом с длиной волны λ = 3 ·10 -7 м, если красная граница фотоэффекта 540 нм?

В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью 8 нФ. При длительном освещении катода светом с частотой 10 15 Гц фототок между электродами, возникший вначале, прекращается. Работа выхода электронов из кальция 4,42·10 -19 Дж. Какой заряд при этом оказывается на обкладке конденсатора, подключенной к освещаемому электроду

Примеры решения заданий ЕГЭ

Нажмите, чтобы узнать подробности

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 зна­че­ние

За­дер­жи­ва­ю­щее 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 света

По 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 волны

Най­дем 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 света

Какое 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 ча­сто­ты

Какое 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):

Читайте также: