Металлическую пластинку облучают светом с длиной волны
Обновлено: 11.05.2024
Тип 19 № 26045Для наблюдения фотоэффекта поверхность некоторого металла облучают светом, частота которого равна Затем частоту света увеличивают вдвое. Как изменятся следующие физические величины: длина волны падающего света и работа выхода электрона?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться
| Длина волны падающего света | Работа выхода электрона |
Длина волны связана с частотой излучения и скоростью света соотношением Следовательно, излучение с вдвое большей частотой имеет вдвое меньшую длину волны.
Работа выхода является характеристикой металла и не зависит от частоты падающего излучения, поэтому работа выхода останется неизменной. Следовательно, увеличение частоты света приведет увеличению максимальной кинетической энергии вылетающих электронов.
Тип 19 № 26046Для наблюдения фотоэффекта поверхность некоторого металла облучают светом, частота которого равна Затем частоту света увеличивают вдвое. Как изменятся следующие физические величины: работа выхода электрона и максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов?
Тип 19 № 7330Металлическую 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?
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
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 № 8952Металлическую пластинку облучают светом, длина волны которого 0,5 мкм. Работа выхода электронов с поверхности этого металла равна 3 · 10 –19 Дж. Длину волны света уменьшили на 20%.
Определите, как в результате этого изменились энергия падающих на металл фотонов и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.
3) не изменилась.
Уменьшение длины волны приведет к увеличению энергии падающего излучения, а значит, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличится.
Тип 19 № 9003Металлическую пластинку облучают светом, частота которого 6 · 10 14 Гц. Работа выхода электронов с поверхности этого металла равна 3 · 10 –19 Дж. Частоту света уменьшили на 20%.
При уменьшении частоты света на 20% (т. е. в 0,8 раз), она станет равной 4,8 · 10 14 Гц. В этом случае энергия фотона станет приблизительно равной 3,2 · 10 - 19 Дж, что больше работы выхода. Следовательно, фотоэффект происходить еще будет.
Уменьшение частоты света приведет к уменьшению энергии падающего излучения, а значит, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов уменьшится.
Аналоги к заданию № 8952: 9003 Все
Задания Д16 B27 № 2320Работа выхода электронов для исследуемого металла равна 3 эВ. Чему равна максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вылетающих с поверхности металлической пластинки под действием света, длина волны которого составляет длины волны, соответствующей красной границе фотоэффекта для этого металла?
спасибо за большую помощь в подготовке. в данной задаче длина волны красной границы является минимальной и при последующем уменьшении фотоэффект не имеет место. объясните. пожалуйста.
Частота света и длина волны связаны соотношением .
Для того, чтобы начался фотоэффект, необходимо, чтобы энергия фотона превысила работу выхода. Энергия фотона связана с частотой и длиной волны следующим образом .
Красная граница — это МИНИМАЛЬНАЯ частота или МАКСИМАЛЬНАЯ длина волны, при которой идет фотоэффект
Тип 2 № 7311На горизонтальной поверхности лежит металлический брусок массой 4 кг. Для того, чтобы сдвинуть этот брусок с места, к нему нужно приложить горизонтально направленную силу 20 Н. Затем на эту же поверхность кладут пластиковый брусок массой 2 кг. Коэффициент трения для пластика о данную поверхность в 2 раза меньше, чем для металла. Какую горизонтально направленную силу нужно приложить к пластиковому бруску для того, чтобы сдвинуть его с места? Ответ укажите в Ньютонах.
Для момента начала движения: где - приложенная сила. Распишем силы, которые действуют на металлический брусок - на пластиковый - Следовательно, Н.
Аналоги к заданию № 7279: 7311 Все
Тип 18 № 3883Энергия фотона, падающего на поверхность металлической пластинки, в 5 раз больше работы выхода электрона с поверхности этого металла. Каково отношение максимальной кинетической энергии фотоэлектрона к работе выхода?
Согласно уравнению Эйнштейна, энергия фотона связана работой выхода и максимальной кинетической энергией соотношением: По условию, Следовательно, отношение максимальной кинетической энергии фотоэлектрона к работе выхода равно
Задания Д21 № 12870На поверхность металлической пластинки падает свет. Работа выхода электрона с поверхности этого металла равна A. В первом опыте энергия фотона падающего света равна E, а максимальная кинетическая энергия вылетающего фотоэлектрона равна K. Во втором опыте частоту света увеличивают в 1,5 раза, при этом максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона увеличивается в 3 раза. Установите соответствие между отношением указанных в таблице физических величин и значениями этих отношений. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
В первом опыте во втором опыте Вычитая из второго уравнения первое, получим:
Подставляя это соотношение в первое уравнение, получим:
Задания Д21 № 12914На поверхность металлической пластинки падает свет. Работа выхода электрона с поверхности этого металла равна A. В первом опыте энергия фотона падающего света равна E, а максимальная кинетическая энергия вылетающего фотоэлектрона равна K. Во втором опыте частоту света увеличивают в 1,5 раза, при этом максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона увеличивается в 5 раза. Установите соответствие между отношением указанных в таблице физических величин и значениями этих отношений. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Аналоги к заданию № 12870: 12914 Все
Задания Д32 C3 № 25386Металлическая пластина облучается в вакууме светом с длиной волны, равной 200 нм. Работа выхода электронов из данного металла Aвых = 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
Металлическую пластинку облучают светом с длиной волны
С6-1. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λо = 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 Авых, 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 Авых = 2 эВ. Определите ускоряющую разность потенциалов U, если максимальная энергия ускоренных электронов Ее равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла.
С6-6. Работа выхода электрона из металлической пластины Авых = 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.
При облучении металлической пластинки светом, длина волны которого 400 нм, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов оказалась в 2 раза меньше работы выхода?
При облучении металлической пластинки светом, длина волны которого 400 нм, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов оказалась в 2 раза меньше работы выхода.
Какова длина волны, соответствующей красной границе фотоэффекта?
Используем уравнение Эйнштейна
hc / λ = Aвых + Ек = Авых + 1 / 2Авых = 3 / 2Авых
Авых = 3 / 2 * (λ / hc) (1)
λкр = c / vкр подставим сюда (2)
λкр = ch / Авых подставим сюда (1)
λкр = ch / 3 / 2 * (λ / hc) = 2 * (ch) ^ 2 / 3λ
подставим численные значения.
Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны лямбда кр = 550 нм.
При освещении этого металла светом длиной волны лямбда максимальная кинетическая энергия выбитых из него фотоэлектронов в 2раза меньше энергии падающего света.
Какова длина волны ламбды падающего света?
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при облучении фотокатода монохроматическим светом с длиной волны λ0 равна W0, а при облучении фотокатода монохроматическим светом с длиной волны 0, 5λ0?
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при облучении фотокатода монохроматическим светом с длиной волны λ0 равна W0, а при облучении фотокатода монохроматическим светом с длиной волны 0, 5λ0 кинетическая энергия фотоэлектронов равна 3W0.
Чему равна работа выхода Авых фотоэлектронов с поверхности фотокатода?
При облучении металлического фотокатода светом длиной волны l = 400нм максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1, 0эВ найдите работу выхода фотоэлектронов из метала?
При облучении металлического фотокатода светом длиной волны l = 400нм максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1, 0эВ найдите работу выхода фотоэлектронов из метала.
Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетевших из рубидия при его освещении лучами с длиной волной 317 нм, равна 2, 64 * ^ - 19 Дж?
Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетевших из рубидия при его освещении лучами с длиной волной 317 нм, равна 2, 64 * ^ - 19 Дж.
Определите работу выхода и красную границу фотоэффекта для рубидия.
Определить работу выхода электрона из металла если фотоэлектроны наблюдается при облучении металлов светом длинной волны не меньше 400 нм?
Определить работу выхода электрона из металла если фотоэлектроны наблюдается при облучении металлов светом длинной волны не меньше 400 нм.
Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта равна лямбда кр?
Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта равна лямбда кр.
Найдите длину волны лямбда при облучении фотокатода лучами, если кинетическая энергия выбитых электронов при этом в 3 раза больше работы выхода.
Металлическую пластинку облучают монохроматическим светом, длина волны которого составляет 2 / 3 длины волны, соответствующей красной границе фотоэффекта для этого металла?
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.
Красная граница фотоэффекта с длиной волны 234 нм в к = 1, 3 раза больше длины волны излучения , вызвавшего фотоэффект ?
Красная граница фотоэффекта с длиной волны 234 нм в к = 1, 3 раза больше длины волны излучения , вызвавшего фотоэффект .
Какова максимальная скорость фотоэлектронов?
Решите пожалуйста (подробнее и с формулами ) Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны ЛЯМБДАкр = 600 нм?
Решите пожалуйста (подробнее и с формулами ) Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны ЛЯМБДАкр = 600 нм.
При освещении этого металла светом длиной волны ЛЯМБДА максимальная кинетическая энергия выбитых из него фотоэлектронов в 3 раза меньше энергии падающего света.
Какова длина волны ЛЯМБДА падающего света?
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов , вылетающих из рубидия при его освещении ультротфиолетом с дл?
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов , вылетающих из рубидия при его освещении ультротфиолетом с дл.
Волны L = 500 нм, равна Е = 5, 48 * 10 ^ - 20 Дж.
Длина волны красной границы фотоэффекта .
На этой странице находится вопрос При облучении металлической пластинки светом, длина волны которого 400 нм, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов оказалась в 2 раза меньше работы выхода?, относящийся к категории Физика. По уровню сложности данный вопрос соответствует знаниям учащихся 10 - 11 классов. Здесь вы найдете правильный ответ, сможете обсудить и сверить свой вариант ответа с мнениями пользователями сайта. С помощью автоматического поиска на этой же странице можно найти похожие вопросы и ответы на них в категории Физика. Если ответы вызывают сомнение, сформулируйте вопрос иначе. Для этого нажмите кнопку вверху.
Задачи по теме "Фотоэффект"
Задание1. Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода), помещенной в сосуд, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью Е. Пролетев путь s =5·10 -4 м, он приобретает скорость υ=3·10 6 м/с. Какова напряженность электрического поля? Релятивистские эффекты не учитывать.
Уравнение Эйнштейна в данном случае будет иметь вид: 0=0. Формула, связывающая изменение кинетической энергии частицы с работой силы со стороны электрического поля: Работа силы связана с напряженностью поля и пройденным путем: . ОтсюдаОтвет: .
Задание 2. При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов . Какова работа выхода , если максимальная энергия ускоренных электронов равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла?
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: Энергия ускоренных электронов:По условию: .
Отсюда: .
Задание 3. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода . При облучении катода светом с длиной волны фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом . Определите длину волны .
Условие связи красной границы фотоэффекта и работы выхода: 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) и (3), получаем: .
Задание 4. В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка облучалась светом с длинами волн соответственно нм и нм. В этих опытах максимальные скорости фотоэлектронов отличались вУравнение Эйнштейна для фотоэффекта в первом опыте:
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта во втором опыте:
Отношение максимальных скоростей фотоэлектронов: .Решая систему уравнений (1)—(3), получаем: .
Ответ: .
Задание 5. Источник в монохроматическом пучке параллельных лучей за время излучает фотонов. Лучи падают по нормали на площадку и создают давление При этом фотонов отражается, а поглощается. Определите длину волны излучения.
Выражение для давления света
Формула (1) следует из: и .
Формулы для изменения импульса фотона при отражении и поглощении лучей , , число отраженных и поглощенных фотонов.
Тогда выражение (1) принимает вид .
Для импульса фотона .
Выражение для длины волны излучения
Задание 6. Для измерения величины постоянной Планка h в своё время использовался следующий опыт. В вакуумный фотоэлемент помещался катод из какого-либо металла, окружённый металлическим анодом. Катод облучали светом определённой длины волны (и частоты) и измеряли задерживающее напряжение между катодом и анодом, при котором ток в цепи с фотоэлементом прекращался. Оказалось, что при длине волны света, падающего на фотокатод, равной , задерживающее напряжение было равно , а при освещении светом с частотой оно равнялось . Найдите по этим данным величину постоянной Планка.
Используем при решении задачи уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
Где — работа выхода фотоэлектрона из катода, а и υ — масса и скорость электрона.
Кроме того, учтем связь частоты и длины волны света , а также тот факт, что ток в цепи с фотоэлементом прекращается при таком задерживающем напряжении U3, что кинетическая энергия фотоэлектрона .
Запишем уравнение Эйнштейна с учётом приведённых выше соотношений для двух случаев, упомянутых в условии:
Вычтем из второго уравнения первое и получим:
Задание 7. Металлическая пластина облучается светом частотой Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины?
Согласно уравнению фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вылетающих фотоэлектронов равна
Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Электроны заряжены отрицательно, поэтому поле, направленное перпендикулярно к пластине, будет ускорять электроны. На отрезке длиной электрическое поле совершит работу по разгону электрона величиной . Таким образом, максимальная кинетическая энергия электронов на расстоянии 10 см от пластины равна
Правильный ответ:
Задание 8. Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть работа выхода A с поверхности фотокатода, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена вдоль оси OY в положительном направлении? Частота света Гц, напряжённость электрического поля В/м, индукция магнитного поля Тл.
На электрон со стороны магнитного поля действует сила Лоренца величиной F л = qυB . Направление ее определяется правилом левой руки. В данном случае сила Лоренца оказывается направленной в положительном направлении оси Oy.
Со стороны электрического поля на электрон действует сила . Поскольку электрон заряжен отрицательно, сила направлена против направления напряженности электрического поля, то есть в отрицательном направлении оси Оy.
Таким образом, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена вдоль оси OY в положительном направлении, должно выполняться условие: qυB > qE =>Из уравнения Эйнштейна, для максимальной кинетической энергии фотоэлектронов имеем:
Следовательно, работа выхода должна подчиняться условию
Задание 9. Законы фотоэффекта, как выяснилось недавно, не имеют абсолютного характера. В частности, это касается «красной границы фотоэффекта». Когда появились мощные лазерные источники света, оказалось, что за счёт нелинейных эффектов в среде возможно так называемое многофотонное поглощение света, при котором закон сохранения энергии (формула Эйнштейна для фотоэффекта) имеет вид:
Какое минимальное число фотонов рубинового лазера с длиной волны должно поглотиться, чтобы из вольфрама с работой выхода был выбит один фотоэлектрон?
Для выбивания фотоэлектрона из металла необходимо, чтобы выполнялось условие:
Причём n — целое число.
Энергия одного кванта с данной длиной волны и частотой равна
Откуда то есть минимальное число поглощённых фотонов
Ответ:
Задание 10. Мощность излучения лазерной указки с длиной волны λ = 600 нм равна P = 2 мВт. Определите число фотонов, излучаемых указкой за 1 с.
Один фотон света с частотой обладает энергией Энергия излучаемая за время указкой — Значит, число фотонов , излучаемых указкой за время
Задание 11. Давление света от Солнца, который падает перпендикулярно на абсолютно чёрную поверхность, на орбите Земли составляет около p = 5·10 –6 Па. Оцените концентрацию n фотонов в солнечном излучении, считая, что все они имеют длину волны λ = 500 нм.
Ответ: 1,3·10 13 м −3 .
Сила давления света в данном случае равна, удвоенному потоку импульса фотонов, падающему на идеально отражающую поверхность «паруса» космического корабля.
Объёмная плотность импульса фотонов равна , где — концентрация фотонов, а сила светового давления равна удвоенному импульсу всех фотонов, находящихся в цилиндре длиной c с площадью основания S, то есть
Солнечная постоянная равна энергии всех фотонов, находящихся в цилиндре длиной c с единичной площадью основания: , откуда следует, что
Задание 13. Два покрытых кальцием электрода, один из которых заземлён, находятся в вакууме. Один из электродов заземлён. К ним подключён конденсатор ёмкостью C1 = 20 000пФ. Появившийся вначале фототок при длительном освещении прекращается, при этом на конденсаторе возникает заряд q = 2·10 −8 Кл. Работа выхода электронов из кальция A = 4,42·10 −19 Дж. Определите длину волны света, освещающего катод.
Фототок прекращается тогда, когда напряжение на конденсаторе станет равным некоторому критическому напряжению, называемому запирающем напряжением Найдём запирающее напряжение. В данном случае, это напряжение на конденсаторе, в тот момент, когда прекращается фототок: Фотон, падая на поверхность передаёт свою энергию электрону, при этом часть энергии фотона расходуется на преодоление работы выхода из металла, а оставшаяся часть энергии превращается в кинетическую энергию электрона:Задание 14. Фотокатод, покрытый кальцием, освещается светом с длиной волны λ = 300 нм. Работа выхода электронов из кальция равна Авых = 4,42·10 –19 Дж. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружности с максимальным радиусом R = 4 мм. Каков модуль индукции магнитного поля В?
Согласно второму закону Ньютона, сила Лоренца, действующая на электрон, связана с его центростремительным ускорением: или гдеЧитайте также: