При увеличении в 2 раза частоты света падающего на поверхность металла запирающее напряжение в 3

Обновлено: 07.01.2025

При увеличении частоты падающего света в 2 раза задерживающее напряжение

При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на поверхность металла, запирающее напряжение для вылетающих с этой поверхности фотоэлектронов увеличилось в 3 раза. Первоначальная длина волны падающего света была равна 250 нм. Какова частота, соответствующая «красной границе» фотоэффекта для этого металла?

где — частота, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, — заряд электрона, — запирающее напряжение.

2. Запишем уравнение фотоэффекта для двух частот:

3. Найдём частоту, соответствующая «красной границе» фотоэффекта:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

Записи, соответствующие пунктам II и III, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

При удвоении частоты падающего на металл света задерживающее напряжение для фотоэлектронов

Условие задачи:

При удвоении частоты падающего на металл света задерживающее напряжение для фотоэлектронов увеличивается в 5 раз. Частота первоначально падающего света 5·10 14 Гц. Определите длину волны света, соответствующую красной границе для этого металла.

Задача №11.2.24 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Решение задачи:

В этой формуле \(h\) – это постоянная Планка, равная 6,62·10 -34 Дж·с.

Если изменить полярность источника напряжения в установке для исследования фотоэффекта, то электрическое поле между катодом и анодом будет тормозить фотоэлектроны. При задерживающем напряжении \(U_з\) фототок становится равным нулю. При этом по закону сохранения энергии справедливо равенство:

Здесь \(m_e\) – масса электрона, равная 9,1·10 -31 кг, \(e\) – модуль заряда электрона, равный 1,6·10 -19 Кл.

Принимая во внимание равенство (2), уравнение (1) примет вид:

Запишем это уравнение для двух случаев, описанных в условии задачи:

Так как по условию задачи \(\nu_2=2\nu_1\) и \(U_ =5U_ \), имеем:

Вычтем из нижнего уравнения верхнее, тогда:

Полученное равенство подставим в уравнение (3), тогда:

Работа выхода \(A_ \) – это минимальная работа, которую надо совершить, чтобы удалить электрон из металла.

Минимальная частота света \( >\), при которой ещё возможен фотоэффект, соответствует максимальной длине волны \(\lambda_ \). Эту длину волны \(\lambda_ \) называют красной границей фотоэффекта. При этом верно записать:

Частоту колебаний можно выразить через скорость света \(c\), которая равна 3·10 8 м/с, и длину волны по следующей формуле:

Подставим выражение (6) в формулу (5), тогда:

Посчитаем численный ответ:

Ответ: 0,8 мкм.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

При увеличении частоты падающего на металл света в два раза задерживающее напряжение для фотоэлектронов увеличивается в три раза. Частота

В 23:07 поступил вопрос в раздел ЕГЭ (школьный), который вызвал затруднения у обучающегося.

Вопрос вызвавший трудности

Для того чтобы дать полноценный ответ, был привлечен специалист, который хорошо разбирается требуемой тематике «ЕГЭ (школьный)». Ваш вопрос звучал следующим образом: При увеличении частоты падающего на металл света в два раза задерживающее напряжение для фотоэлектронов увеличивается в три раза. Частота первоначально падающего света 1,2*1015 Гц. Определите длину волны (в нм) света, соответствующую «красной границе» для этого металла.

После проведенного совещания с другими специалистами нашего сервиса, мы склонны полагать, что правильный ответ на заданный вами вопрос будет звучать следующим образом:

ответ к заданию по физике

НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОБ АВТОРЕ ЭТОГО ОТВЕТА:

Работы, которые я готовлю для студентов, преподаватели всегда оценивают на отлично. Я занимаюсь написанием студенческих работ уже более 4-х лет. За это время, мне еще ни разу не возвращали выполненную работу на доработку! Если вы желаете заказать у меня помощь оставьте заявку на этом сайте. Ознакомиться с отзывами моих клиентов можно на этой странице.

Калинина Лили Донатовна — автор студенческих работ, заработанная сумма за прошлый месяц 86 400 рублей. Её работа началась с того, что она просто откликнулась на эту вакансию

ПОМОГАЕМ УЧИТЬСЯ НА ОТЛИЧНО!

Выполняем ученические работы любой сложности на заказ. Гарантируем низкие цены и высокое качество.

Деятельность компании в цифрах:

Зачтено оказывает услуги помощи студентам с 1999 года. За все время деятельности мы выполнили более 400 тысяч работ. Написанные нами работы все были успешно защищены и сданы. К настоящему моменту наши офисы работают в 40 городах.

Ответы на вопросы — в этот раздел попадают вопросы, которые задают нам посетители нашего сайта. Рубрику ведут эксперты различных научных отраслей.

Полезные статьи — раздел наполняется студенческой информацией, которая может помочь в сдаче экзаменов и сессий, а так же при написании различных учебных работ.

Красивые высказывания — цитаты, афоризмы, статусы для социальных сетей. Мы собрали полный сборник высказываний всех народов мира и отсортировали его по соответствующим рубрикам. Вы можете свободно поделиться любой цитатой с нашего сайта в социальных сетях без предварительного уведомления администрации.

При увеличении в 2 раза частоты света падающего на поверхность металла запирающее напряжение в 3

Задания Д11 B20 № 4202

На поверхность металла попал фотон, характеризуемый частотой и выбил из металла электрон с кинетической энергией Если на поверхность того же металла попадёт фотон, характеризуемый частотой то он

1) может выбить из металла два электрона

2) не может выбить из металла ни одного электрона

3) может выбить из металла электрон с энергией, большей

4) может выбить из металла электрон с энергией, меньшей

Задания Д11 B20 № 4237

На поверхность металла попал фотон, характеризуемый длиной волны и выбил из металла электрон с кинетической энергией Если на поверхность того же металла попадет фотон, характеризуемый длиной волны то он

Аналоги к заданию № 4202: 4237 Все

Тип 19 № 27955

Для проведения опытов по наблюдению фотоэффекта взяли пластину из металла с работой выхода 3,4 · 10 –19 Дж и стали освещать её светом частотой 6 · 10 14 Гц. Как изменится сила фототока насыщения I_max и работа выхода электронов с поверхности металла А_вых, если увеличить интенсивность падающего света, не изменяя его частоту?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

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

При увеличении интенсивности падающего света увеличится количество фотонов, следовательно, увеличится число фотоэлектронов, что приведет к увеличению силы фототока насыщения (1).

Работа выхода электронов с поверхности металла зависит только от его свойств, поэтому от интенсивности света не зависит, т. е. не изменится (3).

Тип 20 № 28052

Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите цифры, под которыми они указаны.

1) При прямолинейном равномерном движении тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения.

2) С ростом температуры давление насыщенных паров воды возрастает прямо пропорционально их абсолютной температуре.

3) В процессе электризации трением два тела приобретают разноименные по знаку, но одинаковые по модулю заряды.

4) В однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно.

5) Работа выхода электронов с поверхности металла в процессе фотоэффекта одинакова для всех металлов.

1) Верно. При прямолинейном равномерном движении тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения.

2) Неверно. Давление насыщенных паров воды возрастает с ростом температуры, но эта зависимость не является прямой пропорциональной.

3) Верно. В процессе электризации трением два тела приобретают разноименные по знаку, но одинаковые по модулю заряды, так как происходит перераспределение электронов.

4) Верно. В однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно.

5) Неверно. Работа выхода электронов с поверхности металла в процессе фотоэффекта разная для всех металлов.

Задания Д11 B20 № 2024

Поверхность металла освещают светом, длина волны которого меньше длины волны соответствующей красной границе фотоэффекта для данного вещества. При увеличении интенсивности света

1) фотоэффект не будет происходить при любой интенсивности света

2) будет увеличиваться количество фотоэлектронов

3) будет увеличиваться максимальная энергия фотоэлектронов

4) будет увеличиваться как максимальная энергия, так и количество фотоэлектронов

Поскольку поверхность металла освещают светом, длина волны которого меньше длины волны соответствующей красной границе фотоэффекта для данного вещества, у фотонов света достаточно энергии для того, чтобы выбить электроны с поверхности металла, а значит, наблюдается явление фотоэффекта. Увеличение интенсивности света не приводит к увеличению энергии фотонов, а только к увеличению их количества в световом пучке. Таким образом, согласно законам фотоэффекта, при увеличении интенсивности максимальная энергия фотоэлектронов не изменяется, а увеличивается только их количество.

Фотоэффект

Начало теории электромагнитной природы света заложил Максвелл, который заметил сходство в скоростях распространения электромагнитных и световых волн. Но согласно электродинамической теории Максвелла любое тело, излучающее электромагнитные волны, должно в итоге остынуть до абсолютного нуля. В действительности этого не происходит. Противоречия между теорией и опытными наблюдениями были разрешены в начале XX века, вскоре после того, как был открыт фотоэффект.

Что такое фотоэффект

Фотоэффект — испускание электронов из вещества под действием падающего на него света.

Явление фотоэффекта было открыто в 1887 году Генрихом Герцем. Фотоэффект также был подробно изучен русским физиком Александром Столетовым в период с 1888 до 1890 годы. Этому явлению он посвятил 6 научных работ.

Для наблюдения фотоэффекта нужно провести опыт. Для этого понадобится электрометр и подсоединенная к нему пластинка из цинка (см. рисунок ниже). Если дать пластинке положительный заряд, то при ее освещении электрической дугой скорость разрядки электрометра не изменится. Но если цинковую пластинку зарядить отрицательно, то свет от дуги заставить электрометр разрядиться очень быстро.

Наблюдаемое во время этого эксперимента явление имеет простое объяснение. Свет вырывает электроны с поверхности цинковой пластинки. Если она имеет отрицательный заряд, электроны отталкиваются от нее, что приводит к полному разряжению электрометра. Причем при повышении интенсивности освещения скорость разрядки увеличивается, ровно, как и наоборот: при уменьшении интенсивности освещения электрометр разряжается медленно. Если же зарядить пластинку положительно, то электроны, которые вырываются светом, притягиваются к ней. Поэтому они оседают на ней, не изменяя заряд электрометра.

Если между световым пучком и отрицательно заряженной пластиной поставить лист стекла, пластинка перестанет терять электроны независимо от интенсивности излучения. Это связано с тем, что стекло задерживает ультрафиолетовое излучение. Отсюда можно сделать следующий вывод:

Явление фотоэффекта может вызвать только ультрафиолетовый участок спектра.

Волновая теория света не может объяснить, почему электроны могут вырываться только под действием ультрафиолета. Ведь даже при большой амплитуде и силе волн электроны остаются на месте, когда, казалось бы, они должны непременно быть вырванными.

Законы фотоэффекта

Чтобы получить более полное представление о фотоэффекте, выясним, от чего зависит количество электронов, вырванных светом с поверхности вещества, а также, от чего зависит их скорость, или кинетическая энергия. Выяснить все это нам помогут эксперименты.

Первый закон фотоэффекта

Возьмем стеклянный баллон и выкачаем из него воздух (смотрите рисунок выше). Затем поместим в него два электрода. На электроды подадим напряжение и будем регулировать его с помощью потенциометра и измерять при помощи вольтметра.

В верхней части нашего баллона есть небольшое кварцевое окошко, которое пропускает весь свет, в том числе ультрафиолетовый. Через него падает свет на один из электродов (в нашем случае на левый электрод, к которому присоединен отрицательный полюс батареи). Мы увидим, что под действием света этот электрод начнет испускать электроны, которые при движении в электрическом поле будут создавать электрический ток. Вырванные электроны будут направляться ко второму электроду. Но если напряжение небольшое, второго электрода достигнут не все электроны. Если интенсивность излучения сохранить, но увеличить между электродами разность потенциалов, то сила тока будет увеличиваться. Но как только она достигнет некоторого максимального значения, рост силы тока при дальнейшем увеличении напряжения прекратится. Максимальное значение силы тока будем называть током насыщения.

Ток насыщения — максимальное значение силы тока, также называемое предельным значением силы фототока.

Ток насыщения обозначается как I н . Единица измерения — А (Кл/с). Численно величина равна отношению суммарному заряду вырванных электронов в единицу времени:

Если же мы начнем изменять интенсивность излучения, то сможем заметить, что фототок насыщения также начинается меняться. Если интенсивность излучения ослабить, максимальное значение силы тока уменьшится. Если интенсивность светового потока увеличить, ток насыщения примет большее значение. Отсюда можно сделать вывод, который называют первым законом фотоэффекта.

Первый закон фотоэффекта:

Число электронов, вырываемых светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны. Иными словами, фототок насыщения прямо пропорционален падающему световому потоку Ф.

Второй закон фотоэффекта

Теперь произведем измерения кинетической энергии, то есть, скорости вырывания электронов. Взгляните на график, представленный ниже. Видно, что сила фототока выше нуля даже при нулевом напряжении. Это говорит о том, что даже при нулевой разности потенциалов часть электронов достигает второго электрода.

Если мы поменяем полярность батареи, то будем наблюдать уменьшение силы тока. Если подать на электроды некоторое значение напряжения, равное U з , сила тока станет равно нулю. Это значит, что электрическое поле тормозит вырванные электроны, останавливает их, а затем возвращает на тот же электрод.

Напряжение, равное U з , называют задерживающим напряжением. Оно зависит зависит от максимальной кинетической энергии электронов, которые вырываются под действием света. Измеряя задерживающее напряжение и применяя теорему о кинетической, можно найти максимальное значение кинетической энергии электронов. Оно будет равно:

m v 2 2 . . = e U з

Опыт показывает, что при изменении интенсивности света (плотности потока излучения) задерживающее напряжение не меняется. Значит, не меняется кинетическая энергия электронов. С точки зрения волновой теории света этот факт непонятен. Ведь чем больше интенсивность света, тем большие силы действуют на электроны со стороны электромагнитного поля световой волны и тем большая энергия, казалось бы, должна передаваться электронам. Но экспериментальным путем мы обнаруживаем, что кинетическая энергия вырываемых светом электронов зависит только от частоты света. Отсюда мы можем сделать вывод, являющийся вторым законом фотоэффекта.

Второй закон фотоэффекта:

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно растет с частотой света и не зависит от его интенсивности.

Причем, если частота света меньше определенной для данного вещества минимальной частоты ν_min, фотоэффект наблюдаться не будет.

Теория фотоэффекта

Все попытки объяснить явление фотоэффекта электродинамической теорией Максвелла, согласно которой свет — это электромагнитная волна, непрерывно распределенная в пространстве, оказались тщетными. Нельзя было понять, почему энергия фотоэлектронов определяется только частотой света и почему свет способен вырывать электроны лишь при достаточно малой длине волны.

В попытках объяснить это явление физик Макс Планк предложил, что атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями — квантами, или фотонами. И энергия каждой порции прямо пропорциональна частоте излучения:

h — коэффициент пропорциональности, который получил название постоянной Планка. Она равна 6,63∙10 –34 Дж∙с.

Пример №1. Определите энергию фотона, соответствующую длине волны λ = 5∙10 –7 м.

Энергия фотона равна:

Выразим частоту фотона через скорость света:

Идею Планка продолжил развивать Эйнштейн, которому удалось дать объяснение фотоэффекту в 1905 году. В экспериментальных законах фотоэффекта Эйнштейн увидел убедительное доказательство того, что свет имеет прерывистую структуру и поглощается отдельными порциями. Причем энергия Е каждой порции излучения, по его расчетам, полностью соответствовала гипотезе Планка.

Из того, что свет излучается порциями, еще не вытекает вывода о прерывистости структуры самого света. Ведь и воду продают в бутылках, но отсюда не следует, что вода состоит из неделимых частиц. Лишь фотоэффект позволил доказать прерывистую структуру света: излученная порция световой энергии Е = hν сохраняет свою индивидуальность и в дальнейшем. Поглотиться может только вся порция целиком.

h ν = A + m v 2 2 . .

Работа выхода — минимальная энергия, которую надо сообщить электрону, чтобы он покинул металл.

Полученное выражение объясняет основные факты, касающиеся фотоэффекта. Интенсивность света, по Эйнштейну, пропорциональна числу квантов (порций) энергии hν в пучке света и поэтому определяет количество вырванных электронов. Скорость же электронов согласно зависит только от частоты света и работы выхода, которая определяется типом металла и состоянием его поверхности. От интенсивности освещения кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит.

Предельную частоту ν_min называют красной границей фотоэффекта. При этой частоте фотоэффект уже наблюдается.

Красная граница фотоэффекта равна:

Минимальной частоте, при которой возможен фотоэффект для данного вещества, соответствует максимальная длина волны, которая также носит название красной границы фотоэффекта. Это такая длина волны, при которой фотоэффект еще наблюдается. Обозначается она как λ_mах или λ_кр.

Максимальная длина волны, при которой еще наблюдается фотоэффект, равна:

Работа выхода А определяется родом вещества. Поэтому и предельная частота v_min фотоэффекта (красная граница) для разных веществ различна. Отсюда вытекает еще один закон фотоэффекта.

Третий закон фотоэффекта:

Для каждого вещества существует максимальная длина волны, при которой фотоэффект еще наблюдается. При больших длинах волн фотоэффекта нет.

Вспомните опыт, который мы описали в самом начале. Когда между цинковой пластинкой и световым пучком мы поставили зеркало, фотоэффект был прекращен. Это связано с тем, что красная граница для цинка определяется величиной λ_mах = 3,7 ∙ 10 -7 м. Эта длина волны соответствует ультрафиолетовому излучению, которое не пропускало стекло.

Пример №2. Чему равна красная граница фотоэффекта ν_min, если работа выхода электрона из металла равна A = 3,3∙10 –19 Дж?

Применим формулу для вычисления красной границы фотоэффекта:

Задание EF15717 При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на поверхность металла, задерживающее напряжение для фотоэлектронов увеличилось в 3 раза. Первоначальная частота падающего света была равна 0,75 ⋅10 15 Гц. Какова длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта для этого металла? Ответ записать в нм.

Тип 19 № 6502

Монохроматический свет с энергией фотонов E_ф падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Запирающее напряжение, при котором фототок прекращается, равно U_зап. Как изменятся модуль запирающего напряжения U_зап и длина волны λ_кр, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если энергия падающих фотонов E_ф увеличится?

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

Энергия налетающих фотонов передаётся электронам и расходуется на преодоление электронами работы выхода из металла и увеличение скорости электронов Запирающее напряжение определяется максимальной кинетической энергией вылетевших электронов: С увеличением энергии налетающих фотонов увеличится запирающее напряжение. «Красная граница» фотоэффекта — это максимальная длина волны при которой ещё происходит фотоэффект и она зависит от работы выхода, не зависит от энергии налетающих фотонов. Следовательно, при увеличении энергии налетающих фотонов длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта не изменится.

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2015 по физике., Демонстрационная версия ЕГЭ—2022 по физике, ЕГЭ по физике 2022. Досрочная волна. Вариант 2

Тип 19 № 7330

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?

вылетающих с поверхности

Энергия налетающих фотонов передаётся электронам и расходуется на преодоление электронами работы выхода из металла и увеличение скорости электронов Значит, при уменьшении длины волны, а следовательно, при увеличении частоты излучения, увеличивается энергия падающих фотонов и увеличивается максимальная скорость фотоэлектронов.

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

Аналоги к заданию № 7298: 7330 Все

Тип 19 № 29543

Аналоги к заданию № 6502: 29543 Все

Задания Д11 B20 № 2039

Какое из приведенных ниже равенств является условием красной границы фотоэффекта (с поверхности тела с работой выхода А) под действием света с частотой ?

Тип 26 № 6246

Металлический фотокатод освещён светом длиной волны λ = 0,42 мкм. Максимальная скорость фотоэлектронов, вылетающих с поверхности фотокатода, км/с. Какова длина волны красной границы фотоэффекта для этого металла? (Ответ приведите в микрометрах с точностью до сотых. Постоянную Планка примите равной 6,6·10 –34 Дж · с.)

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 не точно. округление произведено не правильно. ответ 0,64.

Задания Д32 C3 № 9044

где — частота, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, e — заряд электрона, — запирающее напряжение.

Задания Д32 C3 № 9255

Частота красной границы фотоэффекта для калия равна 5,33 · 10 14 Гц. Если другой металл облучить светом с такой же длиной волны, то кинетическая энергия вылетевших электронов будет в 3 раза меньше работы выхода для этого вещества. Чему равна частота красной границы фотоэффекта для неизвестного металла?

Согласно уравнению фотоэффекта, энергия фотона, работа выхода и максимальная кинетическая энергия электрона связаны соотношением:

Красная граница фотоэффекта — это минимальная частота при которой ещё происходит фотоэффект и она зависит от работы выхода и не зависит от энергии налетающих фотонов

Запишем закон фотоэффекта для неизвестного металла:

Ответ: 4 · 10 14 Гц.

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 № 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:

Тип 26 № 17671

На металлическую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны λ = 400 нм. «Красная граница» фотоэффекта для металла пластинки λ_кр = 600 нм. Чему равно отношение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов к работе выхода для этого металла?

Тогда искомое отношение:

Тип 24 № 25043

Учащимся в классе при электрическом освещении лампами накаливания показали опыт: цинковый шар электрометра зарядили эбонитовой палочкой, потёртой о сукно. При этом стрелка электрометра отклонилась, заняв положение, указанное на рисунке, и в дальнейшем не меняла его. Когда на шар направили свет аргоновой лампы, стрелка электрометра быстро опустилась вниз. Объясните разрядку электрометра, учитывая приведённые спектры (зависимость интенсивности света I от длины волны ) лампы накаливания и аргоновой лампы. Красная граница фотоэффекта для цинка

1) Эбонитовая палочка, потертая о шерсть, заряжается отрицательно. Следовательно, электрометр получит от нее отрицательный заряд (избыток электронов).

2) При освещении заряженного отрицательно цинкового шара светом от лампы накаливания не происходило вырывания электронов с поверхности цинка, так как, судя по диаграмме, максимальная освещенность приходилась на длины волн больше 500 нм, что больше, чем красная граница фотоэффекта для цинка. Потому электрометр не разряжался.

3) При освещении заряженного отрицательно цинкового шара светом от аргоновой лампы фотоэффект наблюдался, так как, судя по диаграмме, максимальная освещенности приходилась на длины волны больше 250 нм, что меньше, чем красная граница фотоэффекта для цинка. В результате вырывания электронов с поверхности цинкового шара, заряд уменьшался, из-за чего электрометр разряжался.

С6-1. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ_о = 290 нм. При облучении катода светом с длиной волны λ фототок прекращается при запирающем напряжении между анодом и катодом U = 1,9 В. Определите длину волны λ.

С6-2. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ₀ = 290 нм. Фотокатод облучают светом с длиной волны λ = 220 нм. При каком напряжении между анодом и катодом фототок прекращается?

С6-4. При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов ΔU = 5 В. Какова работа выхода А_вых, если максимальная энергия ускоренных электронов Е _e равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла?

С6-5. При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов U. Работа выхода электронов из металла А_вых= 2 эВ. Определите ускоряющую разность потенциалов U, если максимальная энергия ускоренных электронов Е_е равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла.

С6-6. Работа выхода электрона из металлической пластины А_вых = 3,68 • 10 -19 Дж. Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из пластины светом с частотой v = 7 · 10 14 Гц?

С6-10. Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода) в сосуде, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем с напряженностью E = 5•10 4 В/м. Какой должна быть длина пути электрона S в электрическом поле, чтобы он разогнался до скорости, составляющей 10% от скорости света в вакууме? Релятивистские эффекты не учитывать.

С6-11. Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из фотокатода, помещённого в сосуд, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряжённостью Е = 5 · 10 4 В/м. До какой скорости электрон разгонится в этом поле, пролетев путь S = 5 · 10 -4 м? Релятивистские эффекты и силу тяжести не учитывать.

С6-13. В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью С = 8000 пФ. При длительном освещении катода светом 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 длину волны λ света, освещающего катод.

Читайте также: