Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны максимальная 10

Обновлено: 07.01.2025

1 . Предмет расположен перпендикулярно главной оптической оси тонкой собирающей линзы с оптической силой 10 дптр. Расстояние от предмета до линзы равно 30 см. Определите расстояние от линзы до изображения предмета.

Оптическая сила линзы в d=10 диоптрий означает, что ее фокусное расстояние F равно

что составляет 10 см. Найдем расстояние от линзы до изображения предмета, используя соотношение для тонкой линзы:

где - расстояние от предмета до линзы; - расстояние от линзы до изображения предмета. Из последней формулы имеем:

2. Предмет расположен перпендикулярно главной оптической оси тонкой собирающей линзы с оптической силой 5 дптр. Расстояние от линзы до действительного изображения предмета равно 30 см. Определите расстояние от предмета до линзы.

Оптическая сила линзы в d=5 диоптрий означает, что ее фокусное расстояние F равно

что составляет 20 см. Найдем расстояние от линзы до изображения предмета, используя соотношение для тонкой линзы:

3. Прямолинейный проводник длиной l = 0,1 м, по которому течёт ток I = 2 А, расположен в однородном магнитном поле под углом 90° к вектору B. Каков модуль индукции магнитного поля В, если сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, равна 0,2 Н?

На проводник с током будет действовать сила Ампера, вычисляемая как

Из этого выражения находим величину индукции магнитного поля B:

4. Прямолинейный проводник длиной l = 0,1 м, по которому течёт ток I, расположен в однородном магнитном поле под углом 90° к вектору В. Модуль индукции магнитного поля В = 0,5 Тл. Сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, F = 0,2 Н. Чему равна сила тока I?

Из этого выражения находим силу тока в проводнике:

5. На дифракционную решётку, имеющую 100 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает луч света, длина волны которого 650 нм. Каков максимальный порядок дифракционного максимума, доступного для наблюдения?

Найдем период дифракционной решетки, который определяет число штрихов на 1 мм, имеем:

Формула дифракционной решетки имеет вид:

где - целое число; - угол между решеткой и распространением света; мм - длина волны. Порядок дифракционного максимума можно найти как

6. На дифракционную решётку, имеющую 200 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает луч света, длина волны которого 500 нм. Каков порядок дифракционного максимума, наблюдаемого под углом 30° к нормали к плоскости решётки?

7. В заштрихованной области на рисунке действует однородное магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости рисунка, В = 0,1 Тл. Проволочную квадратную рамку сопротивлением R = 10 Ом и стороной l = 10 см перемещают в плоскости рисунка поступательно со скоростью v = 1 м/с. Чему равен индукционный ток в рамке в состоянии 1?

В соответствии с законом Фарадея, ЭДС самоиндукции, возникающей в рамке замкнутого контура при изменении магнитного потока, равна

В то же время, изменение магнитного потока можно записать как

где - изменение площади рамки (в магнитном поле) за время . Следовательно, в состоянии 1, значение ЭДС, возникающее в рамке, равно

так как . Из закона Ома следует, что

Подставляем числовые значения, получаем:

что составляет 1 мА.

8. В заштрихованной области на рисунке действует однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка, с индукцией В = 0,1 Тл. Квадратную проволочную рамку, сопротивление которой 10 Ом и длина стороны 10 см, перемещают в этом поле в плоскости рисунка поступательно равномерно с некоторой скоростью v. Когда рамка проходит положение 1, в ней протекает индукционный ток, равный 1 мА. Какова скорость движения рамки?

Подставляем числовые значения (учитывая, что 10 см = 0,1 м), получаем:

9. Частица массой 1 мг переместилась за 3 с на расстояние 0,45 м по горизонтали в однородном горизонтальном электрическом поле напряжённостью 50 В/м. Начальная скорость частицы равна нулю. Каков заряд частицы? Сопротивлением воздуха и действием силы тяжести пренебречь.

В горизонтальном однородном электрическом поле, на частицу будет действовать сила Лоренца, равная . В соответствии со вторым законом Ньютона можно записать равенство:

откуда заряд частицы равен

Найдем ускорение частицы. В задаче сказано, что она двигалась горизонтально с ускорением и за 3 секунды прошла 0,45 метров, имеем:

Таким образом, заряд частицы равен

что составляет 2 нКл.

10. В области пространства, где находится частица с зарядом Кл, создано однородное горизонтальное электрическое поле напряжённостью 5000 В/м. Какова масса частицы, если за 2 с она переместилась по горизонтали на расстояние 0,4 м от точки, из которой она начала двигаться из состояния покоя? Сопротивлением воздуха и действием силы тяжести пренебречь.

откуда масса частицы равна

Найдем ускорение частицы. В задаче сказано, что она двигалась горизонтально с ускорением и за 2 секунды прошла 0,4 метра, имеем:

Следовательно, масса частицы равна

что составляет 0,5 мг.

11. В цепи, изображённой на рисунке, идеальный амперметр показывает 1 А. Найдите напряжение на резисторе R3.

Найдем сначала силу тока, проходящего через сопротивление R3. Данный ток I в точке ветвления расщепляется на два потока: через резисторы R1 и R2 обратно пропорционально их сопротивлениям. Так как в сумме R1+R2=4 Ом, то, условно, ток делится на 4 части, и через сопротивление R1 протекает 1/4 часть тока I, а через сопротивление R2 – 3/4 части тока I. Это можно записать в виде

где А – показание амперметра на сопротивлении R1. Отсюда получаем, что сила тока в цепи равна

Тогда напряжение на сопротивлении R3 в соответствии с законом Ома равно

12. В цепи, изображённой на рисунке, идеальный амперметр показывает 1 А. Найдите ЭДС источника, если его внутреннее сопротивление 1 Ом.

Найдем сначала силу тока в цепи. Данный ток I в точке ветвления расщепляется на два потока: через резисторы R1 и R2 обратно пропорционально их сопротивлениям. Так как в сумме R1+R2=4 Ом, то, условно, ток делится на 4 части, и через сопротивление R1 протекает 1/4 часть тока I, а через сопротивление R2 – 3/4 части тока I. Это можно записать в виде

Согласно закону Ома для полной цепи, ЭДС источника определяется как

где - внешнее сопротивление цепи; r=1 Ом – внутреннее сопротивление источника тока. Внешнее сопротивление равно

и ЭДС источника равна

13. Предмет высотой 6 см расположен на горизонтальной главной оптической оси тонкой собирающей линзы на расстоянии 30 см от её оптического центра. Высота изображения предмета 12 см. Найдите фокусное расстояние линзы.

Нарисуем рисунок, в котором проведем лучи от предмета к его изображению в линзе (см. рисунок ниже). На этом рисунке фокусное расстояние обозначено буквой F.

Найдем сначала расстояние OC из двух подобных треугольников AOB и COD. Для их сторон можно записать следующее соотношение:

Фокусное расстояние F можно найти из уравнения собирающей линзы:

14. Предмет расположен на горизонтальной главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Оптическая сила линзы D = 5 дптр. Изображение предмета действительное, увеличение (отношение высоты изображения предмета к высоте самого предмета) k = 2. Найдите расстояние от изображения предмета до линзы.

На рисунке ниже AB – предмет; CD – его удвоенное действительное изображение; F – фокусное расстояние линзы.

Оптическая сила линзы связана с фокусным расстоянием выражением

Треугольники ABO и CDO подобные, следовательно, можно записать

так как - по условию задачи. Тогда из уравнения тонкой собирающей линзы, имеем:

что составляет 60 см.

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

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид:

где эВ – максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов; A – работа выхода; hv – энергия фотонов. Так как A=hv:3 по условию задачи, то получаем:

16. 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?

где – максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов; A=5 эВ – работа выхода; hv – энергия фотонов. Так как по условию задачи, то получаем:

17. Дифракционная решётка с периодом м расположена параллельно экрану на расстоянии 0,75 м от него. На решётку по нормали к ней падает пучок света с длиной волны 0,4 мкм. Какого порядка максимум в спектре будет наблюдаться на экране на расстоянии 3 см от центра дифракционной картины? Считать .

где м – период решетки; - угол, под которым виден максимум n-го порядка; м – длина волны. Из этой формулы следует, что

Так как по условию задачи, а тангенс – это отношение противолежащего катета (расстояние 3 см = 0,03 м от центра дифракционной картины) на прилежащий (расстояние 0,75 м от экрана до дифракционной решетки), то имеем:

18. Дифракционная решётка с периодом м расположена параллельно экрану на расстоянии 1 м от него. На решётку по нормали к ней падает пучок света с длиной волны 0,4 мкм. На экране наблюдается дифракционный спектр. На каком расстоянии от центра дифракционной картины будет находиться на экране максимум второго порядка? Считать .

и при n=2 (максимум 2-го порядка)

Так как по условию задачи, а тангенс – это отношение противолежащего катета (расстояние L м от центра дифракционной картины до максимума 2-го порядка) на прилежащий (расстояние 1 м от экрана до дифракционной решетки), то имеем:

что составляет 8 см.

19. Кольцо радиуса 10 см из тонкой проволоки с сопротивлением 0,01 Ом находится в однородном магнитном поле, линии индукции которого пересекают плоскость кольца под углом 60°. За какое время в кольце выделится количество теплоты 555 мкДж, если магнитная индукция возрастает со скоростью 0,05 Тл/с? Ответ округлите до целых.

Количество теплоты, выделяемое на кольце, можно определить по закону Джоуля-Ленца:

Модуль напряжения в кольце будет равен модулю изменения магнитного потока, проходящий через кольцо, за единицу времени, то есть

где - площадь кольца (площадь круга); Тл/с – скорость изменения магнитной индукции; - синус угла между линиями магнитной индукции и плоскостью кольца. Подставляя эти величины в формулу времени, получаем:

20 . Кольцо радиуса 15 см из тонкой проволоки с сопротивлением 0,09 Ом находится в однородном магнитном поле, линии индукции которого перпендикулярны плоскости кольца. Какое количество теплоты выделится в кольце за 1,95 с, если магнитная индукция возрастает со скоростью 0,05 Тл/с? Ответ округлите до целых.

где - площадь кольца (площадь круга); Тл/с – скорость изменения магнитной индукции; - синус угла между линиями магнитной индукции и плоскостью кольца. Подставляя эти величины в первую формулу, получаем:

что составляет 0,27 мДж.

21 . Два точечных положительных заряда: q1 = 85 нКл и q2 = 140 нКл — находятся в вакууме на расстоянии L = 2 м друг от друга. Определите величину напряжённости электростатического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии L от первого заряда (см. рисунок).

Так как точка А расположена слева от двух положительных зарядов, то результирующая напряженность электростатического поля будет складываться из напряженностей полей от каждого из зарядов. Напряженность поля в точке А от заряда q1 можно найти по закону Кулона

где - коэффициент пропорциональности. Напряженность поля в точке А от заряда q2 равна

и суммарная напряженность поля

Подставляя числовые величины, получаем:

22. Два точечных положительных заряда: q1 = 50 нКл и q2 = 80 нКл — находятся в вакууме на расстоянии L = 1 м друг от друга. Определите величину напряжённости электростатического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии L от первого заряда (см. рисунок).

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

Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

По условию задачи эВ, а энергия фотонов hv в 3 раза больше работы выхода, то есть . Подставляя эти значения в формулу фотоэффекта, имеем:

24. 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?

По условию задачи эВ, а энергия фотонов hv в 1,5 раза больше максимальной кинетической энергии, то есть . Подставляя эти значения в формулу фотоэффекта, имеем:

25. В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС источника 5 В, а его внутреннее сопротивление 2 Ом. Источник нагружен на сопротивление 3 Ом. Какова сила тока в цепи?

Найдем силу тока в цепи из закона Ома для полной цепи:

26. В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС источника 5 В. Источник нагружен на сопротивление 3 Ом. Сила тока в цепи равна 1 А. Определите внутреннее сопротивление источника тока.

Внутреннее сопротивление источника тока можно найти из закона Ома для полной цепи:

откуда внутреннее сопротивление r равно

27. Ёмкость конденсатора в колебательном контуре равна 50 мкФ. Зависимость напряжения на конденсаторе от времени имеет вид: U = a*sin(bt), где a = 60 В и b = 500 с^-1. Найдите амплитуду колебаний силы тока в контуре.

Для колебательного контура справедливо равенство:

Индуктивность катушки L связана с емкостью конденсатора C через циклическую частоту колебаний w как

Величину w можно найти из формулы , где w=b=500 – циклическая частота колебаний колебательного контура; В. Таким образом, индуктивность катушки равна

Тогда максимальное (амплитуда) значение тока равно

28. Ёмкость конденсатора в цепи переменного тока равна 50 мкФ. Зависимость силы тока через катушку индуктивности от времени имеет вид: I = a sin(bt), где a = 1,5 А и b = 500 с^-1. Найдите амплитуду колебаний напряжения на конденсаторе.

Величину w можно найти из формулы , где w=b=500 – циклическая частота колебаний колебательного контура; А. Таким образом, индуктивность катушки равна

Тогда максимальное (амплитуда) значение напряжения равно

29. Две частицы, имеющие отношение зарядов q1/q2 = 2, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям. Определите отношение масс m1/m2 этих частиц, если отношение периодов обращения этих частиц T1/T2 = 0,5.

Частицы движутся по окружностям под действием силы Лоренца

где - центростремительное ускорение частицы, то есть:

Период обращения частицы это время прохождения круга длиной со скоростью v и равен

Используя эту формулу, имеем, что масса первой и второй частиц

и их отношение равно

30. Две частицы, имеющие отношение зарядов q1/q2 =2, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям. Определите отношение периодов обращения этих частиц T1/T2, если отношение их масс m1/m2 = 0,5.

Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны максимальная 10

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

Тип 26 № 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 электрон-вольтах.

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

Задания Д32 C3 № 4653

Металлическая пластина облучается светом частотой Гц. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости поля направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Определите работу выхода электронов из данного металла.

Согласно уравнению фотоэффекта, работы выхода фотоэлектронов равна

Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Электроны заряжены отрицательно, поэтому поле, направленное перпендикулярно к пластине, будет ускорять электроны. На отрезке длиной x электрическое поле совершит работу по разгону электрона величиной Таким образом, максимальная кинетическая энергия электронов на расстоянии 10 см от пластины равна

Таким образом, работа выхода равна

Задания Д32 C3 № 4688

Металлическая пластина облучается светом частотой Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле, вектор напряжённости которого направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Чему равен модуль напряжённости электрического поля?

Согласно уравнению фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вылетающих фотоэлектронов равна

Таким образом, модуль напряжённости электрического поля равен

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 6., ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 4.

Тип 18 № 6124

Работа выхода для некоторого металла равна 2 эВ. На графике показана зависимость силы фототока I от приложенного напряжения. Чему равна энергия фотонов, падающих на пластинку из данного металла? Ответ дайте в электрон-вольтах.

По графику видно, что ток исчезает, если напряжение равно 1 В. Из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна работе электрического поля

Учитывая связь между Дж и эВ, можно сказать, что кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1 эВ. Тогда энергия фотонов равна

Аналоги к заданию № 6159: 6124 Все

Задания Д32 C3 № 6751

В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью 4000 пФ. При длительном освещении катода светом фототок, возникший вначале, прекращается, а на конденсаторе появляется заряд, равный 3,3·10 –10 Кл. Работа выхода электронов из кальция составляет 4,42·10 –19 Дж. Определите длину волны света, освещающего катод. Электроёмкостью системы электродов по сравнению с электроёмкостью конденсатора пренебречь.

Кинетическая энергия электронов, создающих фототок, определяется из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта, Фототок прекращается при условии равенства максимальной кинетической энергии электрона и изменения его потенциальной энергии при перемещении в электростатическом поле: где U — напряжение между обкладками конденсатора. Разность потенциалов связана с зарядом конденсатора: Решив полученную систему уравнений, находим:

Задания Д32 C3 № 6784

Фотокатод, покрытый кальцием, освещается светом с длиной волны λ = 300 нм. Работа выхода электронов из кальция равна А_вых = 4,42·10 –19 Дж. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружности с максимальным радиусом R = 4 мм. Каков модуль индукции магнитного поля В?

Согласно второму закону Ньютона, сила Лоренца, действующая на электрон, связана с его центростремительным ускорением: Максимальную скорость фотоэлектронов находим из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта: или где

В результате преобразований получаем:

Задания Д21 № 6985

При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии опытов использовался синий 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

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

Использование светофильтра позволяет вырезать из спектра определенный участок длин волн. Смена синего светофильтра на жёлтый приводит к увеличению длины световой волны (так как длина волны синего излучения меньше чем жёлтого).

При фотоэффекте энергия падающего излучения расходуется на работу выхода электрона (которая постоянна для вещества из которого выбиваются электроны) и остаток переходит в кинетическую энергию электрона: Энергия падающего излучения уменьшается при увеличении длины волны, следовательно, кинетическая энергия фотоэлектронов также уменьшается

Запирающее напряжение — это напряжение, при котором прекращается фототок. Оно прямо пропорционально кинетической энергии фотоэлектронов, и, значит, тоже будет уменьшаться.

Задания Д21 № 7017

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.

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

Длина световой волныЗапирающее напряжениеКинетическая энергия

Использование светофильтра позволяет вырезать из спектра определенный участок длин волн. Смена красного светофильтра на жёлтый приводит к снижению длины световой волны (так как длина волны красного излучения больше чем жёлтого).

Запирающее напряжение — это напряжение, при котором прекращается фототок. Величина запирающего напряжения для определённого фотокатода прямо пропорциональна частоте ν падающего света. А значит, при уменьшении длины волны частота увеличивается и увеличивается запирающее напряжение.

При фотоэффекте энергия падающего излучения расходуется на работу выхода электрона (которая постоянна для вещества, из которого выбиваются электроны) и остаток переходит в кинетическую энергию электрона: Энергия падающего излучения увеличивается при уменьшении длины волны, следовательно, кинетическая энергия фотоэлектронов также увеличивается

Задания Д32 C3 № 7163

Металлическая пластина облучается светом частотой υ = 1,6 · 10 15 Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины?

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия поглощаемого фотона равна сумме работы выхода фотоэлектрона из металла и максимальной кинетической энергии фотоэлектрона:

В электрическом поле на электрон действует сила, направление которой противоположно направлению вектора напряжённости поля. Поэтому в нашем случае фотоэлектроны будут ускоряться полем. В точке измерения их максимальная кинетическая энергия где U — разность потенциалов между поверхностью пластины и эквипотенциальной поверхностью на расстоянии L = 10 см от неё. Поскольку поле однородное и вектор Е перпендикулярен пластине, то U = EL. Решая систему уравнений, находим: Отсюда:

Конспект урока по физике Решение задач "Законы фотоэффекта" (11 класс)

Урок Решение задач. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. 11класс

Учитель Смирнова С.Г.

г. Саранск, МОУ «Луховский лицей»

Тип урока : Урок-практикум.

Цель урока: Привить умение применять законы фотоэффекта при решении расчетных задач

Задачи урока:

Образовательные: повторить понятие фотоэффекта, красной границы фотоэффекта, задерживающего напряжения. Привить умение применять законы фотоэффекта при решении расчетных задач

Развивающие: развивать внимание и речь, совершенствовать навыки самостоятельной работы.

Воспитательные формировать целостное представление обучающихся о мире (природе, обществе и самом себе), о роли и месте физики в системе наук.

Оборудование: компьютер учителя, мультимедийный проектор, Физика 7-11 Библиотека электронных наглядных пособий. “Кирилл и Мефодий”.

Ход урока

1. Орг.момент

2. Организация внимания учащихся

Тема нашего урока: Решение задач «Законы фотоэффекта»

Сегодня мы вспомним законы фотоэффекта и научимся применять эти законы при решении задач

3. Актуализация опорных знаний

Прежде чем перейти к решению задач, предлагаю проверить как вы к этому готовы.

1. Что называют фотоэффектом?

2. На что расходуется энергия фотона, падающего на металл?

3. От чего зависит количество электронов, вылетающих с поверхности металла в единицу времени?

4. Нарисовать график зависимости силы тока от напряжения в установке по исследованию фотоэффекта

5. Что такое ток насыщения?

6. Почему при отсутствии напряжения сила тока не равна нулю?

7. Как добиться того, чтобы сила тока стала равна нулю?

8. От чего зависит максимальная кинетическая энергия вырванных фотоэлектронов? (опишите опыт)

9. От чего зависит задерживающее напряжение?

10. Запишите все возможные варианты формулы Эйнштейна для фотоэффекта

Решение задач. Учитель на экране показывает слайд с условием задачи, обучающиеся предлагают идею решения и самостоятельно оформляют решение.

1. Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из металла под действием света, равна 1,2 эВ. Если уменьшить длину волны падающего света в 2 раза, то максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из этого же металла, станет равной 3,95 эВ. Определите энергию падающих фотонов в первом случае.

1. Запишем формулу Эйнштейна для фотоэффекта:

где - кинетическая энергия электронов; A – работа выхода. Если длину волны λ уменьшить в 2 раза, то частота света возрастет в 2 раза, то есть . Учитывая, что работа выхода A не меняется при изменении длины волны падающего света, то для обоих случаев можно записать:

Так как энергия фотонов равна , имеем:

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

3. Металлическую пластину освещают монохроматическим светом с длиной волны λ = 531 нм. Каков максимальный импульс фотоэлектронов, если работа выхода электронов из данного металла Авых = 1,73 • 10^-19 Дж?

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта

где h – постоянная Планка; c – скорость света в вакууме; - кинетическая энергия фотоэлектронов. Кинетическая энергия определяется также выражением

где - масса электрона; - максимальная скорость фотоэлектронов. Объединяя данные формулы, имеем:

На дом: условия задач распечатаны для каждого обучающегося

1. Металлическую пластину освещают монохроматическим светом с длиной волны λ = 531 нм. Какова максимальная скорость фотоэлектронов, если работа выхода электронов из данного металла Авых =1,2 эВ?

11 класс. Профильный уровень. Самостоятельная работа по теме "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 максимальная скорость электронов, вылетающих с поверхности этой пластинки, и длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если уменьшить длину волны падающего излучения?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

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?

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?

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 λ_кр = 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.

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 E_ф 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 λ_кр = 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

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:

  
• Металлические машины для детей ссср
  
• Сколько в самолете металла
  
• Изделия из металлической полосы
  
• При кт металлические предметы нужно ли снимать
  
• Устройство металлической обоймы из уголков