Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны

Обновлено: 07.01.2025

Задания Д32 C3 № 25386

Металлическая пластина облучается в вакууме светом с длиной волны, равной 200 нм. Работа выхода электронов из данного металла A_вых = 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

Задания Д21 № 3622

При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект. Частоту света плавно изменяют. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от частоты падающего света эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

1) работа выхода фотоэлектрона из металла

2) максимальный импульс фотоэлектронов

3) энергия падающего на металл фотона

4) максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов

Энергия фотона прямо пропорциональна частоте: На графике Б изображена именно такая зависимость физической величины от частоты, поэтому этот график соответствует энергии падающего на металл фотона (Б — 3).

Работа выхода фотоэлектрона характеризует свойства материала металлической пластины и не зависит от частоты падающего на нее света, поэтому график этой величины должен представлять собой горизонтальную линию. Максимальный импульс фотоэлектронов связан с с максимальной кинетической энергией соотношением а потому его зависимость от частоты будет нелинейной.

Задания Д21 № 3623

При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект. Длину волны света плавно изменяют. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от длины волны падающего света эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

2) импульс падающего на металл фотона

3) сила фототока

Работа выхода фотоэлектрона характеризует свойства материала металлической пластины и не зависит от длины волны падающего на нее света, поэтому график этой величины должен представлять собой горизонтальную линию. Тоже самое и для силы фототока: она определяется интенсивностью света, а не его длиной волны. Разберемся с оставшимися вариантами ответа.

Импульс фотона обратно пропорционален длине волны: На графике А изображена именно такая зависимость физической величины от длины волны, поэтому этот график соответствует импульсу падающего на металл фотона (А — 2).

Сила фототока может зависеть от длины волны фотонов тоже. При наличии ускоряющего напряжения доля фотонов (максимальный угол отклонения начальной скорости от направления на анод, при котором электрон еще попадает на анод) зависит от модуля их начальной скорости, и, следовательно, от энергии падающих фотонов.

Рассмотрим уединенный металлический шарик в вакууме, на который падает свет. В этом случае нет ускоряющего напряжения, ни анода с катодом.

Задания Д12 B23 № 5479

В таблице представлены результаты измерений фототока в зависимости от разности потенциалов между анодом и катодом на установке по изучению фотоэффекта. Точность измерения силы тока равна 5 мкА, разности потенциалов 0,1 В. Фотокатод освещается монохроматическим светом с энергией фотонов 4,8 эВ.

-1,5	-1,0	-0,5	0,0	+0,5	+1,0
0	0	10	40	80	110

Работа выхода фотоэлектронов с поверхности фотокатода

1) не превосходит 4,4 эВ

2) не превосходит 2,4 эВ

3) равна (5,8 +0,1) эВ

4) превышает 5,2 эВ

Согласно уравнению фотоэффекта, энергия фотона, работа выхода и максимальная кинетическая энергия электрона связаны соотношением: При отрицательной разности потенциалов создаётся тормозящее поле, которое мешает фотоэлектронам достигнуть анода. Но при отрицательном напряжении в прибор уже фиксирует фототок. Значит, кинетическая энергия вылетевших электронов больше энергии тормозящего поля, равной

Для того, чтобы оценить минимум кинетической энергии, а значит, максимум разности между энергией фотонов и кинетической энергией фотоэлектронов, учтём погрешность измерений в и получим Тогда

Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны

Тип 19 № 6774

Монохроматический свет с длиной волны λ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. Как изменятся работа выхода электронов с поверхности металла и запирающее напряжение, если уменьшить длину волны падающего света?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

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

Работа выхода

Запирающее напряжение

Работа выхода — это характеристика металла, следовательно, работа выхода не изменится при изменении длины волны падающего света. Запирающее напряжение — это такое минимальное напряжение при котором фотоэлектроны перестают вылетать из металла, оно определяется из уравнения значит, при уменьшении длины волны падающего света запирающее напряжение увеличивается.

Тип 26 № 7640

Поток фотонов падает на металлическую пластину с работой выхода 2,6 эВ и выбивает из пластины фотоэлектроны, которые попадают в замедляющее однородное электрическое поле с модулем напряжённости 1 В/м. Какое время проходит от момента начала замедления фотоэлектронов до их полной остановки, если энергия падающего фотона 11,5 эВ? Считайте, что все фотоэлектроны при вылете из пластины имеют одинаковую скорость. Ответ дайте в мкс, округлив до целого.

Энергия фотоэлектрона Отсюда находим начальную скорость фотоэлектрона:

После вылета движение равнозамедленное, т. е.

Находим время до полной остановки из условия :

Тип 26 № 7682

Поток фотонов падает на металлическую пластину с работой выхода 4,3 эВ и выбивает из пластины фотоэлектроны, которые попадают в замедляющее однородное электрическое поле с модулем напряжённости 0,1 В/м. Какое время (в мкс) проходит от момента начала замедления фотоэлектронов до их полной остановки, если энергия падающего фотона 13,2 эВ? Считайте, что все фотоэлектроны при вылете из пластины имеют одинаковую скорость.

Ответ округлите до десятков.

Аналоги к заданию № 7640: 7682 Все

Тип 19 № 8871

В первом опыте фотокатод освещают светом с длиной волны λ₁, при этом наблюдается фотоэффект. Во втором опыте фотокатод освещают светом с длиной волны λ₂

Уменьшение длины волны приведет к увеличению энергии падающего излучения, а значит, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличится.

Работа выхода — это характеристика исключительно материала фотокатода и она не зависит от длины волны падающих фотонов.

Тип 19 № 8913

В первом опыте фотокатод освещают светом с длиной волны λ₁, при этом наблюдается фотоэффект. Во втором опыте фотокатод освещают светом с длиной волны λ₂ > λ₁. Как во втором опыте по сравнению с первым изменяются максимальная кинетическая энергия вылетающих из фотокатода электронов и работа выхода материала фотокатода?

3) не изменяется.

Увеличение длины волны приведет к уменьшению энергии падающего излучения, а значит, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов уменьшится.

Аналоги к заданию № 8871: 8913 Все

Задания Д21 № 10651

На рисунке изображена зависимость максимальной кинетической энергии E_э электрона, вылетающего с поверхности металлической пластинки, от энергии E_ф 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.

Задания Д21 № 10719

Пусть на поверхность этой пластинки падает свет, энергия фотона которого равна 3 эВ.

А) работа выхода электронов с поверхности металла пластинки

Б) кинетическая энергия электрона, вылетающего с поверхности пластинки

Работа выхода является характеристикой металла и не зависит от частоты падающего излучения. Из графика видно, что работа выхода равна 5 эВ. Тогда энергии фотона будет недостаточно, чтобы выбить электрон и кинетическая энергия фотоэлектронов равна 0 эВ.

Аналоги к заданию № 10651: 10719 Все

Тип 19 № 26062

При освещении металлической пластины светом частотой наблюдается явление фотоэлектрического эффекта. Как изменятся работа выхода и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при увеличении частоты падающего на пластину света в 2 раза?

3) не изменилась.

Работа выхода

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона

Энергия фотона в световом пучке пропорциональна частоте света: А значит, увеличение частоты в 2 раза приведет к увеличению энергии фотона также в 2 раза (1). Работа выхода зависит только от свойств материала пластины, поэтому работа выхода никак не изменится (3).

Задания Д11 B20 № 2205

В опытах по фотоэффекту взяли пластину из металла с работой выхода 3,5 эВ и стали освещать ее светом с частотой Затем частоту падающей на пластину световой волны увеличили в 2 раза, оставив неизменной интенсивность светового пучка. В результате этого максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов

1) не изменилась, т. к. фотоэлектронов не будет

2) увеличилась более чем в 2 раза

3) увеличилась в 2 раза

4) увеличилась менее чем в 2 раза

Поскольку частота света, использовавшегося в первом опыте превосходит эту величину, заключаем, что фотоэффект в первом эксперименте действительно наблюдался. При этом максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов была отлична от нуля. При увеличении частоты света в 2 раза, энергия фотонов также возрастает в 2 раза. Следовательно, имеем Таким образом, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличилась более чем в 2 раза.

объясните, пожалуйста, зачем работу А в числителе умножать на 1,6 10^-19..

В условии работа выхода дана в эВ, нужно эВ перевести в систему СИ, коэффициент перевода можно найти в разделе СПРАВОЧНИК

Задания Д11 B20 № 2238

При освещении металлической пластины с работой выхода А монохроматическим светом частотой происходит фотоэлектрический эффект, максимальная кинетическая энергия освобождаемых электронов равна Каким будет значение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов при освещении этим же монохроматическим светом пластины с работой выхода 2А, если фотоэффект происходит?

Покажите,пожалуйста,ваши подробные вычисления,а то не получается у меня

Приравняйте 2 равенства и все олучится

Отсюда сразу ответ следует

Задания Д16 B27 № 3273

Для наблюдения фотоэффекта взяли металлическую пластину с работой выхода и освещали ее светом частотой Затем частоту света уменьшили в 2 раза и увеличили в 3 раза число фотонов, падающих на пластину за 1 с. В результате число фотоэлектронов, вылетающих из пластины за 1 с

1) уменьшилось до нуля

2) уменьшилось в 2 раза

3) увеличилось в 3 раза

4) не изменилось

Для металлической пластины с работой выхода красная граница фотоэффекта равна Поскольку в изначальном эксперименте пластину освещали светом с частотой, большей чем фотоэффект наблюдался. Проверим, наблюдался ли фотоэффект после описанных в условии задачи изменений. После уменьшения частоты света в 2 раза, она стала равна то есть по-прежнему была больше, чем Следовательно, фотоэлектроны продолжали вылетать с поверхности металла. Число фотоэлектронов, вылетающих с поверхности проводника в единицу времени не зависит от энергии фотонов, оно определяется только интенсивностью пучка света. При увеличении интенсивности в 3 раза, число фотоэлектронов увеличивается в 3 раза.

Фотоэффект

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 дайте в эВ.

Согласно уравнению Энштейна энергия фотона расходуется на работу выхода металла и кинетическую энергию электрона \[E_\text=A+E_k\] Откуда максимальная энергия фотона \[E_k=E_\text-A=6,2\text< эВ>-2,5\text< эВ>=3,7\text< эВ>\]

Работа выхода электрона из металла \(A_\text=3\cdot 10^\) Дж. Найдите максимальную длину волны \(\lambda\) излучения, которым могут выбиваться электроны. Ответ дайте в нм. Постоянную планка примите \(6,6\cdot 10^\text< Дж>\cdot c\)

Согласно уравнению Энштейна энергия фотона расходуется на работу выхода металла и кинетическую энергию электрона \[E_\text=A_\text+E_k\] Или \[\dfrac<\lambda>=A_\text+E_k\] где \(h\) – постоянная планка, \(c\) – скорость света в вакууме, \(\lambda\) – длина волны. Так как нам нужна максимальная длина волны, то кинетическая энергия равна 0. Отсюда длина волны \[\lambda = \dfrac>=\dfrac\text< Дж$\cdot$ с>\cdot 3\cdot 10^8\text< м/с>>\text< Дж>>=660 \text< нм>\]

Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода \(\lambda_0\) =290 нм. При облучении катода светом с длиной волны \(\lambda\) фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом \(U\) =1,9 В. Определите длину волны \(\lambda\) . Ответ дайте в нм.

Согласно уравнению Энштейна энергия фотона расходуется на работу выхода металла и кинетическую энергию электрона \[E_\text=A_\text+E_k\] Или \[\dfrac<\lambda>=\dfrac<\lambda_0$>+E_k,\] где \(h\) – постоянная планка, \(c\) – скорость света в вакууме, \(e\) – заряд электрона.
\[\lambda = \dfrac=\dfrac\cdot 3\cdot 10^8\cdot 290\cdot 10^>\cdot 3\cdot 10^8+1,6\cdot 10^\cdot 290\cdot 10^>=200\text< нм>\]

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 Энштейна энергия фотона расходуется на работу выхода металла и кинетическую энергию электрона \[E_\text=A_\text+E_k\] По условию \(E_\text=1,5 E_k\) , то есть \[1,5 E_k = A_\text+E_k\Rightarrow E_k=2A_\text=10\text< эВ>\]

Красная граница фотоэффекта для калия \(\lambda_0\) = 0,62 мкм. Какую максимальную скорость могут иметь фотоэлектроны, вылетающие с поверхности калиевого фотокатода при облучении его светом длиной волны \(\lambda\) = 0,42 мкм? Ответ приведите в км/с, округлите до целых.

Согласно уравнению Энштейна энергия фотона расходуется на работу выхода металла и кинетическую энергию электрона \[E_\text=A_\text+E_k\] Или \[\dfrac<\lambda>=\dfrac<\lambda_0$>+\dfrac,\] где \(h\) – постоянная планка, \(c\) – скорость света в вакууме, \(m\) – масса электрона, \(v\) – скорость фотоэлектрона.
Отсюда скорость электронов \[v=\sqrt<2\dfrac-\dfrac<\lambda_0>\right)>>=\sqrt\text< Дж$\cdot$ с>\cdot 3\cdot 10^8\text< м>/с\left(\dfrac\text< м>>-\dfrac\text< м>>\right)>>\text< кг>>\approx 578\text< км/с>\]

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:

  
• Эмаль по металлу ral 1013
  
• Круг отрезной по металлу гост
  
• Грунтовка антикоррозийная по металлу автомобильная в баллончиках
  
• Обшивка металлической лестницы деревом
  
• Шлифовщик металлических изделий абразивными кругами сухим способом