На поверхность металла падает

Обновлено: 19.05.2024

Тип 26 № 29062

В некоторых опытах по изучению фотоэффекта одну и ту же пластину освещают при различных частотах падающего света , пропорциональных частоте красной границы фотоэффекта

В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов.

Какое значение максимальной энергии выбитых электронов должно быть на месте прочерка?

Применим уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

причем Тогда для каждого опыта данное уравнение будет иметь вид:

Решая данную систему уравнений, получаем

Тип 26 № 24376

На металлическую пластинку падает монохроматическая электромагнитная волна, выбивающая из неё электроны. Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетевших из пластинки в результате фотоэффекта, составляет 6 эВ, а энергия падающих фотонов в 3 раза больше работы выхода из металла. Чему равна работа выхода электронов из металла? Ответ дайте в электрон-вольтах.

Из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта E_ф = A_вых + E_k. Учитывая, что по условию энергия фотона в 3 раза больше работы выхода, получаем 2A_вых = E_k, откуда работа выхода в 2 раза меньше кинетической энергии электронов, т. е. равна 3 эВ.

Тип 18 № 2302

Металлическую пластину освещают светом с энергией фотонов 6,2 эВ. Работа выхода для металла пластины равна 2,5 эВ. Какова максимальная кинетическая энергия образовавшихся фотоэлектронов? (Ответ дать в электрон-вольтах.)

Задания Д32 C3 № 3041

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 E_e равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла?

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

Энергия ускоренных электронов:

Кажется, что формула не совсем точна: e*dU = (mV^2)/2

А у вас Aвых. = e*dU!

Внимательно прочитайте условие, в данном случае — это не задерживающий потенциал, а ускоряющий. Он не тормозить фотоэлектроны (уменьшает их кинетическую энергию до нуля), а наоборот, еще больше их ускоряет. Поэтому к кинетической энергии фотоэлектронов и добавляется величина

Я не спорю (хотя теперь учту и это). Но вы заменили Работу выхода на e*dU! А надо заменять кинетическую энергию - или я что-то не понял? В учебниках есть формула: (mV^2)/2 = e*dU

А вы заменили не кинетическую энергию, а работу. Вот в чем мое непонимание. Разъясните уж)

Теперь уже я не понимаю, о чем Вы говорите :)

Давайте еще раз, Ваша формула из учебника: , — это формула, определяющая задерживающий потенциал, то есть какое электрическое поле надо создать, чтобы в нем электроны, вылетающие при фотоэффекте, полностью тормозились, не долетая до противоположного электрода в вакуумной трубке (по сути, чтобы вся их кинетическая энергия переходила в потенциальную энергию заряда в электрическом поле). Условно, полярность электродов такая, что свет светит в положительный электрод, а электроны, вылетающие из него, пытаются долететь до отрицательного электрода.

В данной задаче все наоборот, полярность электродов другая. Электроны летят от отрицательного электрода к положительному, при этом они, естественно, ускоряются. Электрическое поле совершает работу и она добавляется к механической энергии электронов. Их новая энергия становится равной . А дальше просто начинается алгебра. Кинетическая энергия фотоэлектронов выражается из уравнения Эйнштейна: и подставляется в энергию электронов после разгона: . Далее используется тот факт, что конечная энергия электронов в 2 раза больше энергии налетающих фотонов. Следовательно:

Найти силу фототока насыщения

Вот такая вот задача. Какие собственно были мысли:

- полезная работа, т.е. работа выхода электронов;
- полная работа;
На мой взгляд полная работа - мощность умноженная на время, т.е. ;
Работу полезную - работу выхода электронов рассчитаю по формуле ;
, это подставим в формулу ;
- вот, что выходит в итоге.
Вопрос: правильны ли мои рассуждения? Действия?

Вычислить силу натяжения веревки,силу реакции пола и силу реакции выступа
Помогите пожалуйста решить задачу: Однородная балка массой m=60 кг и длиной l=4 м опирается о.

режим насыщения транзистора
камараден, снова выручайте. здесь, на форуме, я не нашел простого руководства по правильному загону.

Степень насыщения транзистора
Определить степень насыщения транзистора, если сопротивление насыщения R_n=20 килоОм \beta=50.

Посещаемость: существует ли "порог насыщения"
Приветствую! Давно задумался над вопросом: до каких пор можно пытаться найти новые методы для.

У меня иначе получилось. Фототок насыщения, это явление возникающее при исчерпывании ресурса свободных зарядов. То есть, имея фотоны с энергией выше красной границы, мы можем получать фотоэлектроны в количестве 1 к 1-му, повышая поток фотонов, до тех пор, пока электроны готовые выйти не исчерпаются. Дальнейшее повышение потока фотонов (мощности излучения), не приведёт к росту потока электронов (фототока). И это ключ к пониманию того, что подразумевают авторы под К.П.Д. Они хотят, чтобы мы догадались, что 95% фотонов тратится впустую и только 5% таки выбивают электроны. Остальное просто:

n - число фотонов за время t то есть поток фотонов и он численно равен потоку фотоэлектронов

умножая на заряд e обе части, в левой получим ток:

и переходя к заданным величинам:

проверьте всё внимательно.

Формула нахождения температуры насыщения
Имеем двухступенчатый компрессор. Необходимо рассчитать температуру насыщения хладагента на входе.

Найти силу
Магнитное поле создано кольцевым проводником радиусом 10 см. по которому течёт ток силой 20А. На.

Найти силу
На гладкий горизонтальный стол положена однородная палочка AC массой m и длины l. Постоянная сила.

На гладком цилиндре, ось которого горизонтальна, висит, находясь в равновесии, однородный канат.

На поверхность металла падает

Тип 19 № 3133

Как изменяется заряд и массовое число радиоактивного ядра в результате его -распада?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменилась.

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

При -распаде радиоактивное ядро испускает электрон. Согласно закону сохранения электрического заряда, заряд ядра должен увеличиться (А — 1). При этом один из нейтронов превращается в протон. Поскольку один нуклон превращается в другой, то массовое число, то есть количество нуклонов в ядре, при -распаде не изменяется (Б — 3).

Возможно ли превращение протона в нейтрон? Например, при каком-нибудь испускании позитрона из протона?

Возможно, однако для этого протону потребуется дополнительная энергия, так как его масса меньше, чем у нейтрона, и просто так он не развалится. Эта энергия может взяться за счет энергии взаимодействия внутри ядра.

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 № 6657

В результате бомбардировки ядра X некоторого атома нейтронами в результате ядерной реакции получается ядро Y другого атома. Установите характер изменения массового числа и зарядового числа атома в результате такой реакции.

Массовое число ядра

Зарядовое число ядра

Масса нейтрона равна единице, а его заряд нулю. Следовательно, массовое число ядра возрастёт на единицу, а зарядовое число останется неизменным.

А как же ядерные реакции на медленных нейтронах? Нейтрон легко влетает в ядро, так как не участвует в кулоновском взаимодействии, а после атом претерпевает распад на два других атома с меньшими массовыми и зарядовыми числами.

Такие реакции тоже существуют.

Тип 19 № 6741

Для некоторых атомов характерной особенностью является возможность захвата атомным ядром одного из ближайших к нему электронов из электронной оболочки атома. Как изменяются масса ядра и число протонов в ядре при захвате ядром электрона?

Масса ядра

Число протонов в ядре

При захвате ядром атома электрона протон взаимодействует с электроном в результате чего образуется нейтрон. Массовое число атома при этом не изменяется, но масса нейтрона чуть больше массы протона, поэтому масса ядра увеличивается. Число протонов в ядре при таком захвате уменьшается на единицу.

Непонятно, почему, если в ядро попадает электрон и взаимодействует с протоном, то образуется нейтрон? Можно какой-нибудь источник, в котором можно почитать об этом?

Как число протонов может уменьшиться? Вроде как уменьшится суммарный заряд из-за влетевшего электрона, но число протонов останется прежним. Протон - это же частица, он так и останется в ядре, просто его положительному заряду будет противопоставлен отрицательный заряд электрона, и суммарный заряд этих двух частиц станет равным нулю

Я в википедии нашел ответ на свой вопрос. Это явление называется электронным захватом. Но появился другой вопрос. В ответе к заданию написано, что масса ядра увеличилась. А в википедии сказано что масса не меняется:

"При электронном захвате один из протонов ядра захватывает орбитальный электрон и превращается в нейтрон, испуская электронное нейтрино. Заряд ядра при этом уменьшается на единицу. Массовое число ядра, как и во всех других видах бета-распада, не изменяется. Этот процесс характерен для протонноизбыточных ядер."

Какая-то путаница, почему тут написано еще что это бета-распад, если электрон попадает в ядро, а не вылетает из него?

Протон захватывает электрон и превращается в нейтрон. Можно сказать, частица так и остаётся в ядре, превращаясь из протона в нейтрон.

Массовое число ядра равно количеству протонов и нейтронов в ядре, но поскольку масса нейтрона больше массы протона, то при замене протона нейтроном масса ядра увеличивается.

Бета-распад — это, наоборот, испускание электрона. И при захвате, и при испускании электрона массовое число ядра не изменяется.

В общем, масса и массовое число — не одно и то же. Возможны ситуации (бета-распад, захват электрона), когда масса ядра меняется, а его массовое число остаётся неизменным.

Задачи на тему «Фотоны и фотоэффект» с решением

В сегодняшней статье нашей традиционной рубрики «физика» разбираем задачи на фотоэффект.

Доверь свою работу кандидату наук!

Узнать стоимость бесплатно

Задачи на фотоэффект с решениями

Прежде чем приступать к решению задач, напоминаем про памятку и формулы. Эти материалы пригодятся при решении задач по любой теме.

Задача на фотоны и фотоэффект №1

Условие

Найти энергию фотона ε (в Дж) для электромагнитного излучения с частотой ϑ = 100 · 10 14 Г ц .

Решение

Это типичная задача на энергию фотона. Применим формулу:

Здесь h - постоянная Планка. Произведем расчет:

ε = 6 , 63 · 10 - 34 · 10 · 10 14 = 6 , 63 · 10 - 18 Д ж

Ответ: ε = 6 , 63 · 10 - 18 Д ж .

Задача на фотоны и фотоэффект №2

При фиксированной частоте падающего света в опытах №1 и №2 получены вольтамперные характеристики фотоэффекта (см. рис.). Величины фототоков насыщения равны I 1 и I 2 , соответственно. Найти отношение числа фотоэлектронов N 1 к N 2 в этих двух опытах.

I 1 = 13 , 5 м к А I 2 = 10 , 6 м к А

Вольтамперная характеристика фотоэффекта показывает зависимость тока от напряжения между электродами. При выходе тока на насыщение все фотоэлектроны, выбитые из фотокатода, попадают на анод. Таким образом, величина тока насыщения пропорциональна числу фотоэлектронов. Тогда:

N 1 N 2 = I 1 I 2 = 13 , 5 10 , 6 = 1 , 27

Ответ: 1 , 27 .

Задача на фотоны и фотоэффект №3

Энергия падающего фотона равна:

Далее для решения задачи примененим уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, которое можно записать в виде:

h c λ = h c λ 0 + E к

Отсюда найдем кинетическую энергию:

E к = h c λ - h c λ 0 = h c λ 0 - λ λ λ 0

Чтобы найти искомую долю, разделим кинетическую энергию на энергию фотона:

W = E к ε = h c λ 0 - λ λ h c · λ λ 0 = λ 0 - λ λ 0 = 3 · 10 - 7 - 10 - 7 3 · 10 - 7 = 0 , 667

Ответ: W = 0 , 667 .

Задача на фотоны и фотоэффект №4

Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетающих из металла при его освещении лучами с длиной волны 325 нм, равна T т a x = 2 , 3 · 10 - 19 Д ж . Определите работу выхода и красную границу фотоэффекта.

Формула Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид:

h ϑ = h c λ = A + T m a x

Отсюда работа выхода A равна:

A = h c λ - T m a x

Красная граница фотоэффекта определяется условием T m a x = 0 , поэтому получаем:

A = h c λ 0 λ 0 = h c A

A = 6 , 63 · 10 - 34 · 3 · 10 8 3 , 25 · 10 - 7 - 2 , 3 · 10 - 9 = 3 , 81 · 10 - 19 Д ж

λ 0 = 6 , 63 · 10 - 34 · 3 · 10 8 3 , 81 · 10 - 19 = 520 н м

Ответ: A = 3 , 81 · 10 - 19 Д ж ; λ 0 = 520 н м .

Задача на фотоны и фотоэффект №5

Наибольшая длина волны света λ 0 , при которой еще может наблюдаться фотоэффект на сурьме, равна 310 нм. Найдите скорость электронов, выбитых из калия светом с длиной волны 140 нм.

Красная граница фотоэффекта определяется условием T m a x = 0 , поэтому для работы выхода получаем:

h c λ = A + T m a x

Учитывая, что T m a x = m v 2 m a x 2 , определим максимальную скорость электронов при фотоэффекте:

v m a x = 2 h c m 1 λ - 1 λ 0

v m a x = 2 · 6 , 63 · 10 - 34 9 , 1 · 10 - 31 1 1 , 4 · 10 - 7 - 1 3 , 1 · 10 - 7 = 1 , 3 · 10 6 м с

Ответ: 1 , 3 · 10 6 м с .

Вопросы с ответами на тему «Фотоны и фотоэффект»

Вопрос 1. В чем суть фотоэффекта?

Ответ. Фотоэффект — это явление «выбивания» электронов из вещества под действием света (электромагнитного излучения).

Вопрос 2. Что такое ток насыщения?

Ответ. Ток насыщения при фотоэффекте — максимальное значение фототока.

Вопрос 3. Что такое красная граница фотоэффекта?

Ответ. Это минимальная частота или максимальная длина волны света излучения, при которой еще возможен внешний фотоэффект.

Вопрос 4. Что такое работа выхода?

Ответ. Это минимальная энергия, которую надо сообщить электрону, чтобы выбить его из металла.

Вопрос 5. Что такое квант?

Ответ. Неделимая порция какой-либо величины в физике.

Нужна помощь в решении задач и выполнении других типов заданий? Обращайтесь в профессиональный сервис для учащихся по любому вопросу.

На поверхность металла падает поток излучения с длиной волны 600 мкм, мощность которого 5, 0 мкВт?

На поверхность металла падает поток излучения с длиной волны 600 мкм, мощность которого 5, 0 мкВт.

Определите силу фототока насыщения если 5 % всех падающих фотонов выбивают из метала электроны.

Элементарный заряд 1, 6 Кл.

Скорость света в вакууме 3, 0 м_с .

Постоянная планка 6, 63.

Фототок насыщения, это явление возникающее при исчерпывании ресурса свободных зарядов.

То есть, имея фотоны с энергией выше красной границы, мы можем получать фотоэлектроны в количестве 1 к 1 - му, повышая поток фотонов, до тех пор, пока электроны готовые выйти не исчерпаются.

Дальнейшее повышение потока фотонов (мощности излучения), не приведёт к росту потока электронов (фототока).

И это ключ к пониманию того, что подразумевают авторы под К.

Они хотят, чтобы мы догадались, что 95% фотонов тратится впустую и только 5% таки выбивают электроны.

A = Np * t = n * h * v

n - число фотонов за время t то есть поток фотонов и он численно равен потоку фотоэлектронов

умножая на заряд e обе части, в левой получим ток :

I = Ф * c * Y * N / h * c

и переходя к заданным величинам :

I = преблизительно 12 * 10 в - 8 степени (А).

Фототок насыщения при фотоэффекте с уменьшением падающего светового потока увеличивается ли уменьшается?

Блииин…пожалуйста?

Уже пятый день прошу Задача 1 : Найдите кинетическую энергию электронов, вырванных с поверхности меди (работа выхода = 4, 4эВ), при облучении её светом частотой v(ню) = 6, 0 * 10 ^ 16Гц.

Задача 2 : Красная граница фотоэффекта для металла (лямбда max) = 6, 2 * 10 ^ - 5см.

Найдите величину задерживающего напряжения Uз для фотоэлектронов при освещении металла светом длиной волны (лямдба) = 330нм.

Задача 3 : На поверхность металла падает излучение длиной волны (лямбда) = 0, 36 мкм, мощность которого P = 5, 0 мкВт.

Определите силу фототока насыщения Iн, если из всех падающих фотонов только n = 5, 0% выбивают из металла электроны Помогиииитее пожалуйста.

ОЧень нужно на завтра!

И распишите плиииз = ).

На площадь S = 6 см2 по нормали падает монохроматический свет с плотностью потока энергии q = 1, 5 Вт / см2?

На площадь S = 6 см2 по нормали падает монохроматический свет с плотностью потока энергии q = 1, 5 Вт / см2.

Снятый с этой площади фототок насыщения равен 0, 2 А.

Считая, что каждый фотон выбивает электрон, найти частоту света и энергию фотона.

Определите длину волны света в стекле, если в вакууме длина волны равна 0, 5 мкм?

Определите длину волны света в стекле, если в вакууме длина волны равна 0, 5 мкм.

Свет падает из вакуума на стекло под углом 60°, а преломляется под углом 30°.

Определить длину волны(в нм) света, которым освещается поверхность металла, если фотоэлектрон имеет кинетическую энергию, равнук половине энергии падающего фотона, а работа выхода электрона и металла ?

Определить длину волны(в нм) света, которым освещается поверхность металла, если фотоэлектрон имеет кинетическую энергию, равнук половине энергии падающего фотона, а работа выхода электрона и металла 33 - 10 Дж.

Постоянная Планка 6, 610 Дж.

С. Скорость света 108 м / с.

Определить длину волны радиоактивного излучения, падающего на поверхность некоторого металла, при максимальной скорости фотоэлектронов, равной 10 Мм / с?

Определить длину волны радиоактивного излучения, падающего на поверхность некоторого металла, при максимальной скорости фотоэлектронов, равной 10 Мм / с.

Работой выхода электронов из металла пренебречь.

На поверхность никеля падает монохроматический свет, длина волны которого равна 200 нм?

На поверхность никеля падает монохроматический свет, длина волны которого равна 200 нм.

Красная граница фотоэффекта для никеля 248 нм.

Определить энергию падающих фотонов, работу выхода электронов, кинетическую энергию электронов и их скорость.

Каков квантовый выход — отношение Q числа электронов, испускаемых за 1 с, к числу фотонов, падающих на фотокатод за то же время?

Каков квантовый выход — отношение Q числа электронов, испускаемых за 1 с, к числу фотонов, падающих на фотокатод за то же время?

Мощность излучения с длиной волны λ, падающего на фотокатод, равна Р, сила фототока насыщения равна I.

Я знаю , что квантовый выход - это кпд, но всё равно не понимаю смысла ответа.

Читайте также: