Красной границей фотоэффекта для некоторого металла являются зеленые лучи
Обновлено: 21.09.2024
Квантовая физика - раздел теоретической физики, в котором изучаются квантово-механические и квантово-полевые системы и законы их движения.
Фотоэффект – это вырывание электронов из вещества под действием света.
Квант - (от лат. quantum — «сколько») — неделимая порция какой-либо величины в физике.
Ток насыщения - некоторое предельное значение силы фототока.
Задерживающее напряжение - минимальное обратное напряжение между анодом и катодом, при котором фототок равен нулю.
Работа выхода – это минимальная энергия, которую надо сообщить электрону, чтобы он покинул металл. которую нужно сообщить электрону, для того чтобы он мог преодолеть силы, удерживающие его внутри металла.
Красная граница фотоэффекта – это минимальная частота или максимальная длина волны света излучения, при которой еще возможен внешний фотоэффект.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Чаругин В. М. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 259 – 267.
2. Рымкевич А. П. Сборник задач по физике. 10-11 класс.- М.:Дрофа,2009. – С. 153 – 158.
3. Элементарный учебник физики. Учебное пособие в 3 т./под редакцией академика Ландсберга Г. С.: Т.3. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. – 12-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. С. 422 – 429.
4. Тульчинский М. Е. Качественные задачи по физике в средней школе. Пособие для учителей. Изд. 4-е, переработ. и доп. М. «Просвещение», 1972. С. 157.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
В начале 20-го века в физике произошла величайшая революция. Попытки объяснить наблюдаемые на опытах закономерности распределения энергии в спектрах теплового излучения оказались несостоятельными. Законы электромагнетизма Максвелла неожиданно «забастовали». Противоречия между опытом и практикой были разрешены немецким физиком Максом Планком.
Гипотеза Макса Планка: атомы испускают электромагнитную энергию не непрерывно, а отдельными порциями – квантами. Энергия Е каждой порции прямо пропорциональна частоте ν излучения света: E = hν.
Коэффициент пропорциональности получил название постоянной Планка, и она равна:
h = 6,63 ∙ 10 -34 Дж∙с.
После открытия Планка начала развиваться самая современная и глубокая физическая теория – квантовая физика.
Квантовая физика - раздел теоретической физики, в котором изучаются квантово-механические и квантово-полевые системы и законы их движения.
Поведение всех микрочастиц подчиняется квантовым законам. Но впервые квантовые свойства материи были обнаружены именно при исследовании излучения и поглощения света.
В 1886 году немецкий физик Густав Людвиг Герц обнаружил явление электризации металлов при их освещении.
Явление вырывания электронов из вещества под действием света называется внешним фотоэлектрическим эффектом.
Законы фотоэффекта были установлены в 1888 году профессором московского университета Александром Григорьевичем Столетовым.
Схема установки для изучения законов фотоэффекта
Первый закон фотоэффекта: фототок насыщения - максимальное число фотоэлектронов, вырываемых из вещества за единицу времени, - прямо пропорционален интенсивности падающего излучения.
Зависимость силы тока от приложенного напряжения
Увеличение интенсивности света означает увеличение числа падающих фотонов, которые выбивают с поверхности металла больше электронов.
Второй закон фотоэффекта: максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего излучения и линейно возрастает с увеличением частоты падающего излучения.
Третий закон фотоэффекта: для каждого вещества существует граничная частота такая, что излучение меньшей частоты не вызывает фотоэффекта, какой бы ни была интенсивность падающего излучения. Эта минимальная частота излучения называется красной границей фотоэффекта.
где Ав – работа выхода электронов;
h – постоянная Планка;
νmin - частота излучения, соответствующая красной границе фотоэффекта;
с – скорость света;
λкр – длина волны, соответствующая красной границе.
Фотоэффект практически безынерционен: фототок возникает одновременно с освещением катода с точностью до одной миллиардной доли секунды.
Работа выхода – это минимальная энергия, которую надо сообщить электрону, чтобы он покинул металл.
Для большинства веществ фотоэффект возникает только под действием ультрафиолетового облучения. Однако некоторые металлы, например, литий, натрий и калий, испускают электроны и при облучении видимым светом.
Известно, что фототоком можно управлять, подавая на металлические пластины различные напряжения. Если на систему подать небольшое напряжение обратной полярности, "затрудняющее" вылет электронов, то ток уменьшится, так как фотоэлектронам, кроме работы выхода, придется совершать дополнительную работу против сил электрического поля.
Задерживающее напряжение - минимальное обратное напряжение между анодом и катодом, при котором фототок равен нулю.
Максимальная кинетическая энергия электронов выражается через задерживающее напряжение:
гдеЕ – заряд электрона;
Теорию фотоэффекта разработал Альберт Эйнштейн. На основе квантовых представлений Эйнштейн объяснил фотоэффект. Электрон внутри металла после поглощения одного фотона получает порцию энергии и стремится вылететь за пределы кристаллической решетки, т.е. покинуть поверхность твердого тела. При этом часть полученной энергии он израсходует на совершение работы по преодолению сил, удерживающих его внутри вещества. Остаток энергии будет равен кинетической энергии:
В 1921 году Альберт Эйнштейн стал обладателем Нобелевской премии, которая, согласно официальной формулировке, была вручена «за заслуги перед теоретической физикой и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта».
Если фотоэффект сопровождается вылетом электронов с поверхности вещества, то его называют внешним фотоэффектом или фотоэлектронной эмиссией, а вылетающие электроны - фотоэлектронами. Если фотоэффект не сопровождается вылетом электронов с поверхности вещества, то его называют внутренним.
Примеры и разбор решения заданий
1. 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:
Следовательно, при уменьшении длины волны падающего света, запирающее напряжение увеличивается.
2. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ0 = 290 нм. При облучении катода светом с длиной волны λ фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,5 В. Определите длину волны λ.
Запишем уравнение для фотоэффекта через длину волны:
Условие связи красной границы фотоэффекта и работы выхода:
Запишем выражение для запирающего напряжения – условие равенства максимальной кинетической энергии электрона и изменения его потенциальной энергии при перемещении в электростатическом поле:
Решая систему уравнений (1), (2), (3), получаем формулу для вычисления длины волны λ:
6.2. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Красная граница фотоэффекта
6.2.1. Определите красную границу фотоэффекта для цезия, если при облучении его поверхности фиолетовыми лучами с длиной волны 400 нм, максимальная скорость фотоэлектронов равна 650 км/c.
6.2.2. Определите работу выхода электронов (в эВ) из натрия, если красная граница фотоэффекта кр = 5000 Å. 1 Å (ангстрем) = 10 –10 м.
6.2.4. Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта кр = 3070 Å и максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона 1 эВ?
6.2.5. На цинковую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны = 2200 Å. Определите максимальную скорость фотоэлектронов. Работа выхода для цинка составляет 4 эВ.
6.2.6. Возникает ли фотоэффект в цинке под действием излучения, имеющего длину волны 0,45 мкм? Работа выхода электрона для цинка равна 4,0 эВ.
6.2.7. Работа выхода электрона для цезия равна 310 –19 Дж. Какой длины волны свет падает на поверхность цезия, если максимальная скорость вылета из него электрона равна 610 5 м/с. Результат представьте в нанометрах и округлите до целого числа.
6.2.8. Максимальная кинетическая энергия электронов, вырываемых из некоторого металла светом с длиной волны = 300 нм, равна 3,4210 -19 Дж. Определите работу выхода электрона из металла. Результат представьте в электрон-вольтах.
6.2.9. При освещении фотокатода светом с длиной волны 1 = 350 нм, а затем с 2 = 540 нм, было обнаружено, что соответствующие максимальные скорости фотоэлектронов отличаются друг от друга в 2 раза. Найдите работу выхода электрона с поверхности этого металла (в эВ).
6.2.10. Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта кр = 450 нм и максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона равна 1 эВ?
6.2.11. Определите длину волны ультрафиолетового излучения, падающего на поверхность некоторого металла, при максимальной скорости фотоэлектронов, равной 10 Мм/c. Работой выхода электрона из металла пренебречь.
6.2.12. Работа выхода электрона из кадмия 4,08 эВ. Какими лучами нужно освещать кадмий, чтобы максимальная скорость вылетающих электронов была 7,210 5 м/с?
6.2.13. При освещении какими лучами с поверхности стронция будут вылетать электроны с максимальной кинетической энергией 1,810 –19 Дж? Красная граница фотоэффекта для стронция 550 нм.
6.2.14. На поверхность вольфрама падает излучение с длиной волны 220 нм. Определите максимальную скорость вылетающих из него электронов, если поверхностный скачок потенциала Uвых для вольфрама равен 4,56 В.
Ответ: 6,210 5 м/с.
6.2.15. Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из рубидия при его освещении ультрафиолетовыми лучами с = 317 нм, равна 2,8410 –19 Дж. Определите работу выхода электрона из рубидия (в эВ) и красную границу фотоэффекта.
Ответ: 2,13 эВ; 582 нм.
6.2.16. Определите максимальную кинетическую энергию электронов, вылетающих из калия, при его освещении лучами с длиной волны 345 нм. Работа выхода электрона из калия 2,26 эВ.
Ответ: 2,1310 –19 Дж.
6.2.17. Работа выхода электрона из ртути 4,53 эВ. Возникает ли фотоэффект, если на поверхность ртути будет падать видимый свет?
6.2.18. Работа выхода электрона из золота равна 4,76 эВ. Определите красную границу фотоэффекта для золота.
6.2.19. Работа выхода электрона из серебра составляет 7,5510 –19 Дж. Определите длину волны красной границы фотоэффекта для серебра.
6.2.20. Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта для натрия, составляет 530 нм. Определите работу выхода электрона для натрия (в эВ).
6.2.21. Поверхность цезия облучается ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 75 нм. Определите максимальную кинетическую энергию электронов, вылетающих из цезия, если работа выхода электрона для цезия 1,9 эВ.
Ответ: 23,510 –19 Дж.
6.2.22. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для некоторого металла, кр = 2750 Å. Определите: 1) работу выхода электрона из этого металла (в эВ); 2) максимальную кинетическую энергию электронов, вырываемых из металла светом с длиной волны = 180 нм.
Ответ: 4,5 эВ; 3,810 –19 Дж.
6.2.23. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для некоторого металла, равна 2750 Å. Чему равно минимальное значение энергии фотона (в эВ), вызывающего фотоэффект?
6.2.24. Определите работу выхода электрона из металла (в эВ), с которым работал А.Г. Столетов в своих опытах, если для наблюдения фотоэффекта им использовалось излучение с длиной волны не более 295 нм.
6.2.25. Определите длину волны света, соответствующую красной границе фотоэффекта для цезия, если работа выхода для этого металла составляет 1,9 эВ (640 нм).
int_kurs-podg_-ege_kasatkina-i_l_2012
А109. Чем отличается призменный спектр от дифракционного?
1) обратным расположением цветов в спектре
3) шириной спектральных линий
А110. Красной границей фотоэффекта для некоторого металла являются зеленые лучи. Фотоэффект наступит, если на
этот металл упадут лучи
А111. Импульс фотона равен
А112. Масса фотона равна
А113. Чтобы в состоянии насыщения увеличить силу фототока, надо
1) увеличить длину световой волны, падающей на катод
2) увеличить частоту световой волны
Раздел IV. Колебания и волны. Оптика. Теория относительности.
3) увеличить площадь катода
4) увеличить энергию света
А114. Кинетическая энергия электронов, выбитых светом из катода, зависит
1) от времени освещения
2) от длины световой волны
3) от площади катода
4) от световой энергии
А115. Произведение элементарного заряда на запирающее напряжение равно
А116. Длина световой волны в вакууме O 1 , длина световой волны в некоторой среде O 2 . Скорость света в вакууме с . Скорость света в этой среде
А117. Скорость выбитых из катода электронов увеличится, если
1) увеличить энергию падающего на катод света
2) увеличить длину световой волны
4) увеличить частоту световой волны
А118. Энергия фотона, падающего на катод, 10 эВ. Максимальная кинетическая энергия электронов, выбитых светом из катода, равна 4 эВ. Работа выхода электронов из катода
А119. На рис. 367 изображены линейчатые спектры водорода, аргона и неизвестного газа. В химический состав этого
газа входят атомы
H 1) водорода и другого вещества
Ar 2) только аргона
3) водорода и аргона
4) аргона и другого веществ
Физика для старшеклассников и абитуриентов
А120. Ученый де Бройль высказал гипотезу, что частицы вещества обладают волновыми свойствами. Эта гипотеза в дальнейшем
1) не была подтверждена экспериментально
2) была подтверждена в опытах по фотоэффекту
3) была подтверждена в опытах по электризации через влияние
4) была подтверждена в опытах по дифракции электронов
А121. Длина волны де Бройля составляет 2 · 10 –12 м. Чему
равен ее импульс?
1) 6,6 · 10 –34 кг · м/с
2) 2,3 · 10 –18 кг · м/с
3) 3,3 · 10 –22 кг · м/с
4) 1,8 · 10 –28 кг · м/с
А122. Два фотона летят навстречу друг другу каждый со скоростью с. Их скорость относительно друг друга равна
1) 0,5 с 2) 2 с 3) 0 4) с
А123. Спектр атома водорода непродолжительное время наблюдали на Земле и в космическом корабле, движущемся с постоянной скоростью. Результаты наблюдения показали, что
1) спектры одинаковы
2) цвета спектров различны
3) ширина спектральных линий на Земле меньше, чем в космическом корабле
4) порядок расположения линий в спектре на Земле обратный порядку их расположения в космическом корабле
А124. Звезда каждую секунду теряет световую энергию 1,8 · 10 26 Дж и при этом ее масса уменьшается на k · 10 8 кг. Коэффициент пропорциональности k равен
1) 1,8 2) 0,2 3) 9,6 4) 20
А125. Какое из утверждений является первым постулатом Эйнштейна?
1) все законы механики выполняются в любых инерциальных системах отсчета одинаковым образом
2) в неинерциальных системах отсчета законы Ньютона не выполняются
3) в любых инерциальных системах отсчета свободное тело сохраняет свою скорость
4) все законы природы выполняются в любых инерциальных системах отсчета одинаковым образом
А126. Навстречу космическому кораблю будущего, движущемуся в вакууме со скоростью 2 · 10 8 м/с относительно звезд, летит фотон со скоростью 3 · 10 8 м/с. Скорость фотона
относительно корабля равна
А127. Два фотона движутся во взаимно перпендикулярных направлениях со скоростями по с каждый. Их скорость относительно друг друга равна
А128. Космонавты, простившись со своими сверстниками, слетали с релятивистской скоростью за пределы Солнечной системы и вернулись на Землю. При этом они обнаружили, что
1) сверстники моложе их
2) возраст их и сверстников одинаков
3) сверстники старше их
4) одни сверстники старше, другие моложе, в зависимости от места их проживания на земном шаре
А129. Время по часам космонавтов между событиями на корабле равно t 0 . Корабль летит со скоростью 0,6 с , где с — скорость света в вакууме. Время между этими же событиями
по часам землян равно
А130. Длина стержня, измеренная космонавтами на корабле, равна l 0 . Корабль летит со скоростью 0,8 с , где с — скорость света в вакууме. Длина этого же стержня по мерке землян равна
А131. Релятивистская частица с массой покоя m 0 летит со
скоростью 0,6 с . Ее масса равна
А132. Тело с массой покоя 2 кг обладает энергией покоя
А133. Энергия движущегося тела равна 2,2 · 10 17 Дж, энергия покоя этого тела 9 · 10 16 Дж. Кинетическая энергия
A134. Kинетическая энергия релятивистской частицы Е k , ее масса покоя m 0 . Полная энергия частицы равна
А135. Количество нейтронов в ядре атома фосфора 15 31 Р равно
А136. В результате бомбардировки бериллия 9 4 Ве альфа-
частицами образуется ядро углерода 12 6
А137. Количество разных гамма-квантов при переходе атома водорода между четвертым и первым (основным) энер-
гетическими уровнями равно
А138. Период полураспада это
1) время распада ядра на два осколка
2) время распада всех ядер
3) время распада половины ядер
4) время распада ядра на нуклоны
А139. Массовое число это
1) число ядер в куске урана
3) масса нуклонов в ядре
4) число нуклонов в ядре
А140. Возбужденный атом перешел из энергетического состояния Е n в энергетическое состояние Е m . Длина волны излученного кванта равна
А141. При бета-распаде элемент смещается на
1) две клетки к началу таблицы Менделеева
2) две клетки к концу таблицы Менделеева
3) на одну клетку к началу таблицы Менделеева
3) на одну клетку к концу таблицы Менделеева
А142. Аннигиляция — это превращение
1) нейтрального атома в положительный ион
2) нейтрального атома в отрицательный ион
3) частиц вещества в полевые частицы
4) полевых частиц в частицы вещества
А143. Бета-частицы это поток
А144. Альфа-частицы это
А145. Дефект массы — это разность между массами
1) протонов и нейтронов ядра
2) нейтрона и протона
3) протона и электрона
4) отдельных нуклонов и ядра
А146. Первый постулат Бора утверждает, что
1) при переходе атома из состояния с большей энергией в состояние с меньшей излучается гамма-квант
2) все законы природы выполняются в инерциальных системах отсчета одинаково
3) вся масса атома сосредоточена в его ядре, а электроны вращаются на большом удалении от ядра, поэтому атом внутри как бы пустой
4) атом может находиться в стационарных состояниях, когда он энергию не излучает
А147. Какая частица образуется в результате ядерной ре-
акции 7 3 Li + 1 2 H →
А148. При D-распаде элемент смещается на 1) две клетки к началу таблицы Менделеева
4) на одну клетку к концу таблицы Менделеева
А149. Изотопами называются элементы
1) с одинаковым числом нейтронов, но разным числом протонов
2) с одинаковым числом протонов и нейтронов, но разным числом электронов
3) с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов
4) с одинаковым числом протонов, но разным числом электронов
А150. Атом в состоянии с энер-
гией Е 1 (рис. 368) поглотил гамма-
квант с энергией 3 · 10 –18 Дж. При
1) перейти только в состояние с
2) перейти в состояние с энергией Е 3
3) перейти в состояние с энергией Е 0
А151. Радон 219 86 Rn после одного
D-распада и двух E-распадов пре-
вратился в элемент со следующими
зарядовым и массовым числами:
А152. При облучении ядер урана 235 92 U тепловыми нейтронами ядро делится на
1) протоны и нейтроны
2) 2 осколка и D-частицы
3) 2 осколка и нейтроны
4) электроны, протоны и нейтроны
В1. Пружинный маятник оттянули от положения равновесия на 1,5 см и отпустили. Какой путь пройдет маятник за 1 с, если период его колебаний 0,2 с?
В2. Уравнение гармонических колебаний маятника х = А cos 2S t . Все величины выражены в единицах СИ. Через сколько времени, считая от момента t = 0, потенциальная энергия маятника станет равна его кинетической энергии?
В3. Нить математического маятника отклонили от вертикали на угол D, и при этом он поднялся на высоту h над прежним положением. Чему стала равна циклическая частота колебаний маятника, когда его отпустили?
В4. Через сколько времени, считая от начала колебания, происходящего по закону косинуса, смещение колеблющейся точки составит половину амплитуды? Период колебания 12 с.
В5. Один математический маятник за определенное время совершил 10 колебаний, а другой маятник за это же время совершил 5 колебаний. Разность их длин 15 см. Определить длины маятников l 1 и l 2 .
В6. Масса Земли больше массы Луны в 81 раз, а радиус Земли больше радиуса Луны в 3,6 раза. Определить, как изменится период колебания математического маятника, если его перенести с Земли на Луну.
В7. Амплитуда гармонических колебаний 2 см, полная энергия колебаний 3 · 10 –5 Дж. Найти смещение маятника, считая от начала колебания, в тот момент, когда на него действует сила 2,25 мН.
В8. Маятник совершает гармонические колебания около положения равновесия с циклической частотой 5 рад/с. В какой момент времени, считая от начала колебания, смещение маятника составит 3,2 см, а скорость станет равна 0,16 м/с?
В9. Две точки, лежащие на одном луче, колеблются в противофазе. Расстояние от одной из них до источника колебаний 1 м, а от него до другой точки 1,1 м. Скорость волны 2,5 м/с. Найти период колебаний частиц в волне.
В10. В идеальном колебательном контуре с конденсатором емкостью С 1 и катушкой с индуктивностью L максимальная сила тока в катушке I 0 .
Между обкладками конденсатора имеется диэлектрик. Какую работу надо совершить, чтобы очень быстро вынуть диэлектрик из конденсатора в тот момент, когда сила тока
в катушке равна нулю? Емкость конденсатора без диэлектрика С 2 .
В11. Первичная обмотка трансформатора содержит 12 000 витков, напряжение на ней 120 В. Сколько витков имеет вторичная обмотка, если ее сопротивление 0,5 Ом, сила тока во вторичной обмотке 1 А, а напряжение на потребителе 3,5 В?
В12. В цепи переменного тока стандартной частоты 50 Гц сила тока изменяется по закону i = 2 sin Z t . Какое количество теплоты выделится в цепи за один период, если цепь изготовлена из медной проволоки длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 мм 2 ? Удельное сопротивление меди 1,7 · 10 –8 Ом · м.
В13. Уравнение колебаний напряжения в колебательном контуре и = 8 cos 2S· 10 4 t . В какой момент времени, считая от начала колебаний, энергия электрического поля конденсатора станет максимальной?
В14. Сила тока в открытом колебательном контуре изменяется по закону i = 0,2 cos 5 · 10 5 S t (м). Найти длину электромагнитной волны в воздухе. Ответ округлить до десятых долей километра.
В15. К потолку комнаты высотой 2,5 м прикреплена люминесцентная лампа длиной 80 см. На высоте 1 м от пола располагается непрозрачный горизонтальный диск радиусом 50 см. Центр лампы и диска лежат на одной вертикали. Найти диаметр тени диска на полу. Ответ дать с точностью до десятых метра.
В16. Найти расстояние между двумя мнимыми изображениями точки М в зеркалах,
М расположенных под углом 30 о друг к другу
(рис. 369), если эта точка находится на
биссектрисе этого угла и на известном рас-
стоянии l = 10 см между линией пересечения
зеркал и точкой.
В17. Угол падения лучей на плоскопараллельную пластинку равен 60 0 , смещение луча по выходе из пластинки 0,7 см. Найти длину луча в толще пластинки. Показатель преломления вещества пластинки равен 1,7.
В18. Высота изображения предмета 4 см, расстояние от экрана, на котором получено изображение, до собирающей
линзы 50 см. Чему равна оптическая сила линзы, если высота предмета 80 см?
В19. При освещении дифракционной решетки белым светом спектры второго и третьего порядков частично перекрывают друг друга. На линию какого цвета в спектре второго порядка накладывается синяя линия с длиной волны 0,45 мкм спектра третьего порядка?
В20. Определить абсолютный показатель преломления среды, в которой свет с энергией кванта Hимеет длину волны O.
В21. Источник света испускает в течение 4 с 8 · 10 10 фотонов с длиной волны 0,5 мкм. Какова мощность излучения?
В22. Две частицы движутся навстречу друг другу со скоростями 0,4с и 0,6с относительно неподвижных объектов. В начале наблюдения расстояние между ними 1,5 км. Через сколько времени они столкнутся? Ответ округлить до целых микросекунд.
В23. Масса движущегося электрона превышает его массу покоя в 40 000 раз. С какой скоростью движется электрон?
В24. Найти удельную энергию связи ядра кислорода 16 8 О в МэВ. Масса ядра кислорода 15,99052 а.е.м., масса протона 1,00783 а.е.м., масса нейтрона 1,00866 а.е.м.
В25. Период полураспада радия 1600 лет. Определить, через сколько времени число оставшихся атомов уменьшится в 4 раза.
В26. В процессе термоядерного синтеза ядра гелия выделяется энергия 4,2 пДж. Молярная масса гелия 4 · 10 –3 кг/моль. Какая масса гелия образуется каждые 10 с на Солнце, если мощность солнечного излучения 4 · 10 20 МВт?
В27. Покоившийся мезон с массой 2,5 · 10 –28 кг распался на два гамма-кванта. Найти длину волны каждого из них.
В28. Покоившийся мезон с массой m 0 распался на два гаммакванта. Найти импульс каждого из них.
С1. На краю стола укреплен невесомый блок, способный вращаться без трения. Через блок перекинута невесомая нить, к одному концу которой привязан брусок массой m 1 , непод-
Примеры решенных задач по физике на тему "Фотоэффект"
Ниже размещены условия задач и отсканированные решения. Если вам нужно решить задачу на эту тему, вы можете найти здесь похожее условие и решить свою по аналогии. Загрузка страницы может занять некоторое время в связи с большим количеством рисунков. Если Вам понадобится решение задач или онлайн помощь по физике- обращайтесь, будем рады помочь.
Явление фотоэффекта заключается в испускании веществом электронов под действием падающего света. Теория фотоэффекта разработана Эйнштейном и заключается в том, что поток света представляет собой поток отдельных квантов(фотонов) с энергией каждого фотона h n . При попадании фотонов на поверхность вещества часть из них передает свою энергию электронов. Если этой энергия больше работы выхода из вещества, электрон покидает металл. Уравнение эйнштейна для фотоэффекта: где — максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.
Длина волны красной границы фотоэффекта для некоторого металла составляет 307 нм. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов – 1 эВ. Найти отношение работы выхода электрона к энергии падающего фотона.
Частота света красной границы фотоэффекта для некоторого металла составляет 6*10 14 Гц, задерживающая разность потенциалов для фотоэлектронов – 2В. Определить частоту падающего света и работу выхода электронов.
Работа выхода электрона из металла составляет 4,28эВ. Найти граничную длину волны фотоэффекта.
На медный шарик радает монохроматический свет с длиной волны 0,165 мкм. До какого потенциала зарядится шарик, если работа выхода электрона для меди 4,5 эВ?
Работа выхода электрона из калия составляет 2,2эВ, для серебра 4,7эВ. Найти граничные длину волны фотоэффекта.
Длина волны радающего света 0,165 мкм, задерживающая разность потенциалов для фотоэлектронов 3В. Какова работа выхода электронов?
Красная граница фотоэффекта для цинка 310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, если на цинк падает свет с длиной волны 200нм.
На металл с работой выхода 2,4эВ падает свет с длиной волны 200нм. Определить задерживающую разность потенциалов.
На металл падает свет с длиной волны 0,25 мкм, задерживающая разность потенциалов при этом 0,96В. Определить работу выхода электронов из металла.
При изменении длины волны падающего света максимальные скорости фотоэлектронов изменились в 3/4 раза. Первоначальная длина волны 600нм, красная граница фотоэффекта 700нм. Определить длину волны после изменения.
Работы выхода электронов для двух металлов отличаются в 2 раза, задерживающие разности потенциалов - на 3В. Определить работы выхода.
Максимальная скорость фотоэлектронов равно 2,8*10 8 м/с. Определить энергию фотона.
Энергии падающих на металл фотонов равны 1,27 МэВ. Найти максимальную скорость фотоэлектронов.
Максимальная скорость фотоэлектронов равно 0,98с, где с - скорость света в вакууме. Найти длину волны падающего света.
Энергия фотона в пучке света, падающего на поверхность металла, равно 1,53 МэВ. Определить максимальную скорость фотоэлектронов.
На шарик из металла падает свет с длиной волны 0,4 мкм, при этом шапик заряжается до потенциала 2В. До какого потенциала зарядится шарик, если длина волны станет равной 0,3 мкм?
После изменения длины волны падающего света в 1,5 раза задерживающая разность потенциалов изменилась с 1,6В до 3В. Какова работа выхода?
Красная граница фотоэффекта 560нм, частота падающего света 7,3*10 14 Гц. Найти максимальную скорость фотоэлектронов.
Красная граница фотоэффекта 2800 ангстрем, длина волны падающего света 1600 ангстрем. Найти работу выхода и максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона.
Задерживащая разность потенциалов 1,5В, работа выхода электронов 6,4*10 -19 Дж. Найти длину волны падающего света и красную границу фотоэффекта.
Работа выхода электронов из металла равна 3,3 эВ. Во сколько раз изменилась кинетическая энергия фотоэлектронов. если длина волны падающего света изменилась с 2,5*10 -7 м до 1,25*10 -7 м?
Найти максимальную скорость фотоэлектронов для видимого света с энергией фотона 8 эВ и гамма излучения с энергией 0,51 МэВ. Работа выхода электронов из металла 4,7 эВ.
Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 3,7 В. Работа выхода электронов равна 6,3 эВ. Какая работа выхода электронов у другого металла, если там фототок прекращается при разности потенциалов, большей на 2,3В.
Работа выхода электронов из металла 4,5 эВ, энергия падающих фотонов 4,9 эВ. Чему равен максимальный импульс фотоэлектронов?
Красная граница фотоэффекта 2900 ангстрем, максимальная скорость фотоэлектронов 10 8 м/с. Найти отношение работы выхода электронов к энергии палающих фотонов.
Длина волны падающего света 400нм, красная граница фотоэффекта равна 400нм. Чему равна максимальная скорость фотоэлектронов?
Длина волны падающего света 300нм, работа выхода электронов 3,74 эВ. Напряженность задерживающего электростатического поля 10 В/см.Какой максимальный путь фотоэлектронов при движении в направлении задерживающего поля?
Длина волны падающего света 100 нм, работа выхода электронов 5,30эВ. Найти максимальную скорость фотоэлектронов.
При длине волны радающего света 491нм задерживающая разность потенциалов 0,71В. Какова работа выхода электронов? Какой стала длина волны света, если задерживающая разность потенциалов стала равной 1,43В?
Кинетическая энергия фотоэлектронов 2,0 эВ, красная граница фотоэффекта 3,0*10 14 Гц. Определить энергию фотонов.
Красная граница фотоэффекта 0,257 мкм, задерживающая разность потенциалов 1,5В. Найти длину волны падающего света.
Красная граница фотоэффекта 2850 ангстрем. Минимальное значение энергии фотона, при котором возможен фотоэффект?
Ниже вы можете посмотреть обучаюший видеоролик на тему фотоэффекта и его законов.
Читайте также: