На металлическую пластинку падает

Обновлено: 04.05.2024

Тип 26 № 6167

На дифракционную решётку с периодом 1,2 мкм падает по нормали монохроматический свет с длиной волны 380 нм. Каков наибольший порядок дифракционного максимума, который можно получить в данной системе?

Условие интерференционных максимумов дифракционной решётки имеет вид где k — порядок дифракции. Модуль синуса максимально может быть равен единице, следовательно, этим и ограничивается максимальный порядок дифракции.

Аналоги к заданию № 6132: 6167 Все

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?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

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 18 № 6773

Один лазер излучает монохроматический свет с длиной волны λ₁ = 700 нм, другой — с длиной волны λ₂ = 350 нм. Чему равно отношение импульсов фотонов, излучаемых лазерами?

Импульс фотона связан с длиной волны соотношением Следовательно, отношение импульсов фотонов, излучаемых лазерами, равно

Задания Д21 № 9510

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вылетающих из металлической пластинки при её освещении монохроматическим светом, равна 0,8 эВ. Красная граница фотоэффекта для этого металла 495 нм. Установите соответствие между физическими величинами и их численными значениями, выраженными в СИ. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) работа выхода металла

Б) энергия фотона в световом потоке, падающем на пластинку

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

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

Энергия налетающих фотонов передаётся электронам и расходуется на преодоление электронами работы выхода из металла и увеличение кинетической энергии электронов

Задания Д21 № 11944

На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта.

На графике А представлена зависимость энергии фотонов, падающих на катод, от физической величины x₁, а на графике Б — зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от физической величины x₂.

Какая из физических величин отложена на горизонтальной оси на графике А и какая — на графике Б?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

2) массовое число

Энергия фотонов падающих на катод выражается формулой: На первом графике изображена гипербола, следовательно, это зависимость энергии фотонов от длины волны. (А — 1)

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при увеличении частоты сначала остаётся неизменной и равной нулю, а затем, по достижении некоторого порогового значения, увеличивается линейно. То есть на втором графике изображена зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты. (Б — 4)

Тип 20 № 28048

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

1) Работа силы, приложенной к телу, прямо пропорциональна синусу угла между направлением действия силы и перемещением, совершаемым телом.

2) Внутренняя энергия постоянной массы идеального газа в изотермическом процессе всегда увеличивается.

3) Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна квадрату расстояния между ними.

4) Силой Ампера называют силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

5) Монохроматический свет с длиной волны меньше красной границы фотоэффекта для данного металла, падая на катод, выполненный из него, приводит к возникновению фототока.

1) Неверно. Работа силы, приложенной к телу, прямо пропорциональна косинусу угла между направлением действия силы и перемещением, совершаемым телом.

2) Неверно. Внутренняя энергия постоянной массы идеального газа в изотермическом процессе не изменяется, т. к. температура постоянна.

3) Неверно. Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

4) Верно. Силой Ампера называют силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

5) Верно. Длина волны обратна ее частоте. Следовательно, энергия фотона больше работы выхода. В этом случае фототок наблюдается.

Тип 19 № 28125

величины x₁, а на графике Б — зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от физической величины x₂.

Какая из физических величин отложена на горизонтальной оси на графике А и какая — на графике Б?

3) зарядовое число

4) массовое число.

А) На графике представлена обратно пропорциональная зависимость энергии фотона от некоторой величины. Энергия фотона обратно пропорциональна длине волны Значит, величиной х является длина волны (2).

Б) На графике представлена линейная зависимость. Такая зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты излучения (1).

Тип 19 № 29543

«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. (3)

Аналоги к заданию № 6502: 29543 Все

Тип 20 № 29782

1) Момент силы относительно некоторой оси вращения твёрдого тела не зависит от точки приложения силы к этому телу.

2) Уравнение Менделеева-Клапейрона хорошо описывает только поведение достаточно разреженных газов.

3) Мощность, развиваемая батареей с заданными ЭДС и внутренним сопротивлением, не зависит от силы тока, протекающего через эту батарею.

4) Углы, под которыми наблюдаются главные максимумы при падении монохроматического света на дифракционную решётку, уменьшаются с увеличением периода решётки (при прочих равных условиях).

5) При вылете одной альфа-частицы из ядра его зарядовое число уменьшается на 4.

1) Неверно. Момент силы равен произведению силы на расстояние от точки опоры до линии действия силы, поэтому зависит от точки приложения.

2) Верно. Уравнение Клапейрона-Менделеева хорошо описывает состояние идеального газа. Реальные газы могут считаться идеальными при условии, если будут достаточно разреженными.

3) Неверно. Мощность источника тока равна т. е. зависит от силы тока, протекающего через источник.

4) Верно. Из условия наблюдения дифракционного максимума откуда следует, что при увеличении периода дифракционной решетки d при прочих равных условиях синус угла дифракции, а, следовательно, и угол дифракции уменьшается.

5) Неверно. Альфа-частица является ядром атома гелия, у которого заряд равен +2. Поэтому при вылете альфа-частицы зарядовое число уменьшается на 2.

Тип 20 № 29813

1) Момент силы относительно некоторой оси вращения твёрдого тела зависит от модуля и от направления силы, а также от точки её приложения к этому телу.

2) Уравнение Менделеева-Клапейрона хорошо описывает поведение газов при любых температурах и давлениях.

3) КПД батареи с заданными ЭДС и внутренним сопротивлением не зависит от силы тока, протекающего через эту батарею.

4) Углы, под которыми наблюдаются главные максимумы при падении монохроматического света на дифракционную решётку, увеличиваются с возрастанием периода решётки (при прочих равных условиях).

5) При вылете одной альфа-частицы из ядра его зарядовое число уменьшается на 2.

1) Верно. Момент силы равен произведению силы на расстояние о точки опоры до линии действия силы, поэтому зависит от точки приложения, модуля силы. Знак момента зависит от направления силы.

2) Неверно. Уравнение Клапейрона-Менделеева хорошо описывает состояние идеального газа.

3) Неверно. КПД источника тока равна при этом сила тока зависит от внешнего сопротивления цепи. Следовательно, КПД батареи зависит от силы тока, протекающего через источник.

4) Неверно. Из условия наблюдения дифракционного максимума откуда следует, что при увеличении периода дифракционной решетки d при прочих равных условиях синус угла дифракции, а, следовательно, и угол дифракции уменьшается.

5) Верно. Альфа-частица является ядром атома гелия, у которого заряд равен +2. Поэтому при вылете альфа-частицы зарядовое число уменьшается на 2.

Аналоги к заданию № 29782: 29813 Все

Задания Д9 B15 № 3466

Дифракционная решетка освещается монохроматическим зеленым светом. При освещении решетки монохроматическим красным светом картина дифракционного спектра

Условие дифракционных максимумов дифракционной решетки имеет вид где d — шаг решётки, а — направление на k-й максимум. Красный свет имеет большую длину волны, чем зеленый свет, следовательно, дифракционная картина расширится (угол, под которым наблюдается k-й максимум становится больше).

Задания Д9 B15 № 4494

Монохроматический луч света падает по нормали на находящуюся в вакууме стеклянную призму с показателем преломления С какой скоростью распространяется свет по выходе из призмы? Скорость света от неподвижного источника в вакууме равна c.

Показатель преломления показывает во сколько раз уменьшается фазовая скорость света в среде по сравнению со скоростью света в вакууме. После выхода из призмы свет снова окажется в вакууме, поэтому его скорость снова станет равна c.

Задания Д9 B15 № 6821

На горизонтальной тёмной плоскости лежит стеклянный клин (показатель преломления стекла 1,5). На его вертикальную грань AB падает узкий пучок монохроматического зелёного света (см. рис., вид сверху). За клином установлен вертикальный экран, параллельный грани AB клина. Какое физическое явление можно при этом наблюдать?

1) преломление света на грани BC

2) на экране за клином можно наблюдать дифракционную картину

3) на экране за клином можно наблюдать дисперсионные полосы

4) явление полного внутреннего отражения от грани BC

Ясно, что дифракционную и дисперсионную картины в данном опыте пронаблюдать нельзя. Будет наблюдаться преломление света или полное внутреннее отражение. Найдём синус угла полного внутреннего отражения для света в стекле: где n — показатель преломления стекла, значит, следовательно, То есть, если угол падения больше 42°, будет наблюдаться полное внутреннее отражение. Заметим, что на первой грани луч света не преломится, а угол падения на вторую грань равен 30°. Следовательно, будет наблюдаться преломление света на грани BC.

Требуется ли в этих задачах рассматривать ход преломившегося внутри призмы луча? (Не создаст ли второй луч, вернувшийся к поверхности BC после двух отражений от других поверхностей призмы, дифракционную картину с первым преломившимся лучом).

Не требуется. Для наблюдения дифракции должны присутствовать объекты с размерами сопоставимыми с длиной волны света.

". а угол падения на вторую грань равен 30°"

почему 30 а не 60

ведь на первой грани луч не преломится

Угол падения — угол между нормалью к поверхности и лучом, падающим на эту поверхность.

Добрый день! В решении задачи №4424 практически при таких же условиях, как и в данной задаче, авторы утверждают, что на экране за клином можно наблюдать дисперсию? А здесь явление дисперсии исключается сразу без пояснения физической составляющей. Если рассмотреть вопрос с точки зрения физической теории, то получается следующее. Из геометрической оптики известно, что призма с малым преломляющим углом отклоняет луч света, падающий на нее в воздухе, на угол, равный j = (n - 1)q , где n - показатель преломления стекла, q – угол клина при вершине, а j – угол отклонения луча, вышедшего из клина. Поскольку этот угол зависит от показателя преломления n, то при прохождении светового пучка через данный клин будет наблюдаться дисперсия света! Это связано с тем, что белый свет состоит из электромагнитных волн с разной длиной волны (в зависимости от цвета), а n=c:v. Для разных цветов показатель преломления n будет свой. Явление зависимости скорости света от длины волны и есть дисперсия света.

В задаче № 4424 на призму падает белый свет, а в этой — монохроматический.

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.

21. Квантовая физика (изменение физических величин в процессах)

Демонстрационный вариант ЕГЭ 2019 г. – задание №21. На рисунке изображена упрощённая диаграмма нижних
энергетических уровней атома. Нумерованными стрелками отмечены некоторые возможные переходы атома между этими уровнями. Какой из этих четырёх переходов связан с поглощением света наименьшей частоты, а какой – с излучением света наибольшей частоты?
Установите соответствие между процессами поглощения и испускания света и стрелками, указывающими энергетические переходы атома.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ПРОЦЕССЫ	ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДЫ
А) поглощение света наименьшей частоты Б) излучение света наибольшей частоты	1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

Ответ: 32

Демонстрационный вариант ЕГЭ 2018 г. – задание №21. На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта. На графиках в первом столбце представлены зависимости энергии от длины волны λ и частоты света ν. Установите соответствие между графиком и той энергией, для которой он может определять представленную зависимость. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Реше ние:

А: зависимость энергии падающих фотонов от длины волны света

Б: зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света

Ответ: А:3 , Б:1

Демонстрационный вариант ЕГЭ 2017 г. – задание №21

Как изменяются с уменьшением массового числа изотопов одного и того же элемента число нейтронов в ядре и число электронов в электронной оболочке соответствующего нейтрального атома? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3. не изменяется

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

Число нейтронов в ядре

Число электронов в электронной оболочке нейтрального атома

Изотопы отличаются друг от друга только числом нейтронов. Из-за уменьшения массового числа число нейтронов в ядре также уменьшается, число электронов в электронной оболочке нейтрального атома не изменяется.

Ответ: 23

Демонстрационный вариант ЕГЭ 2016 г. – задание №21

Образец радиоактивного радия находится в закрытом сосуде. Ядра радия испытывают a-распад с периодом полураспада 3,6 суток. Определите количество гелия (в моль) в сосуде через 3,6 суток, если в начальный момент времени образец содержал 1,8 моль радия-224.

По закону радиоактивного распада , где — начальный объем распадающегося вещества (1,8 моль), — время распада (3,6 суток), — период полураспада(3,6 суток), то количество оставшегося гелия будет равно моль.

21. Квантовая физика (изменение физических величин в процессах, установление соответствия)

На металлическую пластинку направили пучок света от лазера, вызвав фотоэффект. Интенсивность лазерного излучения плавно увеличивают, не меняя его частоты. Как меняются в результате этого число вылетающих в единицу времени фотоэлектронов и их максимальная кинетическая энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

При увеличении интенсивности увеличивается количество фотонов, следовательно, увеличивается количество вылетающих электронов.
Максимальная кинетическая энергия зависит от частоты падающего света и не зависит от его интенсивности
Уравнение Энштейна (фотоэффект): \[h\nu=A_>+E_k\]

При освещении металлической пластины светом длиной волны \(\lambda\) наблюдается явление фотоэлектрического эффекта. Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими процесс фотоэффекта, перечисленными в первом столбце, и их изменениями во втором столбце при уменьшении в 2 раза длины волны падающего на пластину света. \[\begin <|c|c|>\hline \text < ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ>& \text< ИХ ИЗМЕНЕНИЯ>\\ \hline \text< А) частота световой волны>& \text< 1) остается неизменной>\\ \text < Б) энергия фотона>& \text< 2) увеличивается в 2 раза>\\ \text < В) работа выхода>& \text< 3) уменьшается в 2 раза>\\ \text< Г) максимальная кинетическая энергия фотоэлектрон>а& \text < 4) увеличивается более чем в 2 раза>\\ & \text < 5) увеличивается менее чем в 2 раза>\\ \hline \end\]

При уменьшении длины волны частота света увеличивается \[\nu=\frac<\lambda>\] A) 2
Энергия фотона: \[E=h\nu=\frac<\lambda>\] Б) 2
Работа выхода – это характеристика материала
В) 1
Уравнение Энштейна (фотоэффект): \[h\nu=A_>+E_k\] Г) 4

На дифракционную решётку с периодом \(d\) перпендикулярно её поверхности падает параллельный пучок света с длиной волны \(\lambda\) . Определите, как изменятся число наблюдаемых главных дифракционных максимумов и расстояние от центра дифракционной картины до первого главного дифракционного максимума, если увеличить длину волны падающего света.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем таблице:

Дифракционная решетка: \[dsin\varphi=m\lambda\] Число наблюдаемых максимумов определяется, когда \(sin\varphi=1\)
При увеличении длины волны число наблюдаемых максимумов уменьшается.
Из формулы дифракционной решетки при увеличении длины волны угол, под которым наблюдается максимум увеличивается, следовательно, расстояние между максимумами увеличивается.

На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта. На графиках в первом столбце представлены зависимости энергии от длины волны \(\lambda\) и частоты света \(\nu\) . Установите соответствие между графиком и той энергией, для которой он может определять представленную зависимость. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВИД ЗАВИСИМОСТИ
1) зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света
2) зависимость энергии падающих фотонов от частоты падающего света
3) зависимость энергии падающих фотонов от длины волны света
4) зависимость потенциальной энергии взаимодействия
фотоэлектронов с ионами металла от длины волны падающего света

А) График представляет собой часть гиперболы, следовательно, это энергия падающих фотонов от длины волны: \[E=\dfrac<\lambda>\] т.к. длина волны находится в знаменателе.
Б) Рассмотрим уравнение Энштейна: \[h\nu =A+E_\] если \(h \nu < A\) , то кинетическая энергия равна 0, а если \(h\nu>A\) , то кинетическая энергия больше 0, следовательно под Б номер 1

На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта. На графике А представлена зависимость энергии фотонов, падающих на катод, от физической величины \(x_1\) , а на графике Б – зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от физической величины \(x_2\) . Какая из физических величин отложена на горизонтальной оси на графике А и какая – на графике Б?
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА x
1) длина волны
2) массовое число
3) заряд ядра
4) частота

Интенсивность монохроматического светового пучка плавно увеличивают, не меняя длину волны света. Как изменяются при этом запирающее напряжение и скорость каждого фотона? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

“Досрочная волна 2019 вариант 1”

От интенсивности не зависит ни скорость, ни запирающее напряжение: \[h\nu = A+ eU=A+\dfrac\]

Читайте также: