При облучении некоторого металла светом с длиной волны 400 нм задерживающее напряжение равно 2 в
Обновлено: 08.07.2024
К явлениям, в которых проявляются квантовые (корпускулярные) свойства электромагнитного излучения, относятся, в частности, фотоэффект, явление давления света и эффект Комптона.
Фотоэлектрический эффект открыт Г. Герцем в 1887 г. Различают внешний и внутренний фотоэффект. При внешнем фотоэффекте облучение поверхности вещества сопровождается выходом электронов за пределы поверхности материала. При этом окружающая среда становится проводящей. При внутреннем фотоэффекте под действием поглощенного излучения проводимость материала изменяется вследствие увеличения концентрации свободных носителей заряда внутри него. Спектральной зависимостью коэффициента поглощения вещества обусловлена селективность фотоэффекта.
Законы внешнего фотоэффекта, экспериментально установленные А. Г. Столетовым в 1888 г., были объяснены только в квантовой теории. В 1905 году А. Эйнштейн сформулировал гипотезу квантов, в соответствии с которой поток энергии электромагнитного излучения не является непрерывным, а состоит из дискретных порций энергии, называемых квантами или фотонами.
где – максимальная кинетическая энергия электрона.
Для металлов А1 = 0.
Энергия фотона рентгеновского излучения значительно больше работы выхода ( ), и уравнение Эйнштейна (1.1) можно представить в виде:
Максимальная кинетическая энергия электрона по-разному определяется для нерелятивистской и релятивистской частиц:
– если фотоэффект обусловлен фотонами, энергия которых кэВ (нерелятивистское приближение), то
где – масса покоя электрона ( кг);
– если фотоэффект вызван фотонами, энергия которых кэВ (релятивистское приближение), то
Полная энергия релятивистского электрона
где - масса релятивистского электрона.
Полная энергия релятивистского электрона связана с его импульсом соотношением
Красная граница фотоэффекта – минимальная частота излучения, при которой фотоэффект ещё возможен, – определяется условием
Значение фотоэлектронов можно вычислить после определения по вольтамперной характеристике вакуумного фотоэлемента минимального значения тормозящего потенциала , при котором сила тока в цепи фотоэлемента становится равной нулю (запирающий потенциал):
Эффектом Комптона, называется явление изменения длины волны рентгеновского излучения при рассеянии его веществом, открытое в 1922 году. Изменение длины волны рентгеновского излучения определяется по формуле
где – длина волны падающего излучения, – длина волны рассеянного излучения, –угол рассеяния, пм.
Величина получила название комптоновского смещения.
Объяснение этого эффекта было дано А. Комптоном и П. Дебаем в рамках специальной теории относительности на основе корпускулярных представлений об излучении. В соответствии с использованной ими моделью рассеяние рентгеновского кванта с изменением длины волны является результатом одиночного акта столкновения этого кванта с электроном. Поскольку энергия связи электрона с атомом мала по сравнению с энергией рентгеновского кванта (что справедливо для легких атомов), электрон до взаимодействия можно считать свободным и покоящимся. Такое взаимодействие можно описать на основе законов сохранения энергии и импульса системы взаимодействующих частиц: рентгеновского кванта и свободного электрона.
Энергия и импульс падающего кванта с частотой (длиной волны ) определяются соответственно по формулам
энергия и импульс рассеянного кванта с частотой (длиной волны ) – по формулам
В релятивистском приближении энергия покоя электрона (она же – энергия электрона до взаимодействия с рентгеновским квантом)
где m0 – масса покоя электрона.
После взаимодействия с фотоном электрон приобретает импульс , и его полная энергия определяется соотношением (1.4). Кинетическая энергия Т и импульс релятивистской частицы связаны формулой
Запишем законы сохранения энергии и импульса применительно к процессу взаимодействия фотона с электроном:
Учитывая связь между энергией и импульсом для фотона и электрона отдачи, выражая энергии и импульсы фотона через длины волн и , из уравнений (1.6), (1.7) находим:
Видим, что эмпирическая формула для комптоновского смещения (1.7) и теоретически полученная формула (1.8) совпадают. При этом
Величина называется комптоновской длиной волны электрона.
Численное значение величины , найденное на основе экспериментальных результатов, в пределах погрешностей эксперимента совпадает со значением, рассчитанным по формуле (1.9), что расценивается как доказательство правильности представлений о корпускулярных свойствах электромагнитного излучения.
В нерелятивистском приближении в уравнении (1.6) , и формула связи между энергией и импульсом электрона после взаимодействия с фотоном имеет вид:
Вопросы для самоконтроля
1 В чем состоят квантовые гипотезы Планка и Эйнштейна?
2 Запишите уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта и поясните его физический смысл.
3 В чем состоит явление Комптона?
4 Запишите уравнение Комптона.
5 Поясните сущность теоретической модели явления Комптона.
6 Почему теория эффекта Комптона построена на основе релятивистских представлений?
Задачи
1Определите максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности серебра: а) ультрафиолетовым излучением с длиной волны 0,155 мкм; б) -излучением с длиной волны 2,47 пм.
2Определите красную границу фотоэффекта для цезия, если при облучении его поверхности фиолетовым светом с длиной волны 400 нм максимальная скорость фотоэлектронов равна 0,65 Мм/с.
3Найдите задерживающий потенциал для фотоэлектронов, испускаемых при освещении калия светом с длиной волны 330 нм.
4Для прекращения фотоэффекта, вызванного облучением ультрафиолетовым светом платиновой пластинки, нужно приложить задерживающую разность потенциалов 3,7 В. Если платиновую пластинку заменить другой пластинкой, то задерживающую разность потенциалов придется увеличить до 6 В. Определите работу выхода электронов с поверхности этой пластинки.
5Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта нм, максимальная кинетическая энергия электрона эВ?
6До какого максимального потенциала зарядится удаленный от других тел медный шарик при облучении его электромагнитным излучением с длиной волны 140 нм?
7Красная граница при двухфотонном фотоэффекте на некотором катоде равна 580 нм. Найдите максимальную кинетическую энергию электронов, вылетающих из этого катода при трехфотонном фотоэффекте под действием электромагнитного излучения с длиной волны 650 нм.
8При освещении катода вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с длиной волны 310 нм фототок прекращается при некотором задерживающем напряжении. При увеличении длины волны на 25 % задерживающее напряжение оказывается меньше на 0,8 В. Определите по этим экспериментальным данным постоянную Планка.
9Плоский серебряный электрод освещается монохроматическим излучением с длиной волны 83 нм. Определите, на какое минимальное расстояние от поверхности электрода может удалиться фотоэлектрон, если вне электрода имеется задерживающее электрическое поле напряженностью 10 В/см. Красная граница фотоэффекта для серебра составляет 264 нм.
10Ток, возникающий в цепи вакуумного фотоэлемента при освещении его цинкового катода электромагнитным излучением с длиной волны 262 нм, прекращается, когда внешняя задерживающая разность потенциалов достигает значения 1,5 В. Определите значение и полярность внешней контактной разности потенциалов данного фотоэлемента.
11Под действием фотонов с энергией 5 эВ из металла с работой выхода 4,7 эВ вырываются фотоэлектроны. Определите максимальный импульс, передаваемый поверхности этого металла при вылете электрона.
12В результате эффекта Комптона фотон при соударении с электроном рассеялся на угол . Энергия рассеянного фотона равна 0,4 МэВ. Определите энергию фотона до рассеяния.
13Определите энергию электрона отдачи при эффекте Комптона, если фотон с длиной волны 100 пм испытал максимальное комптоновское смещение.
14Узкий пучок рентгеновского излучения с длиной волны падает на рассеивающее вещество. Найти , если длины волн смещенных составляющих излучения, рассеянного под углами 60° и 120°, отличаются друг от друга в = 2,0 раза.
15Фотон с длиной волны 3,64 пм рассеялся на покоившемся свободном электроне так, что кинетическая энергия электрона отдачи составила 25 % от энергии налетевшего фотона. Найдите: комптоновское смещение длины волны рассеянного фотона; угол, под которым рассеялся фотон.
16При облучении вещества рентгеновским излучением с длиной волны обнаружено, что максимальная кинетическая энергия комптоновских электронов 0,44 МэВ. Определите .
17Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определите минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект.
18Фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла, задерживаются при приложении тормозящего напряжения В. Для этого металла фотоэффект начинается при частоте падающего монохроматического света с -1 . Определите: работу выхода электронов из этого металла; частоту применяемого излучения.
19Определите работу выхода электронов из вольфрама, если красная граница фотоэффекта для него равна 275 нм.
20Калий освещается светом с длиной волны 400 нм. Определите минимальное задерживающее напряжение, при котором фототок прекратится.
21Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определите: работу выхода электронов из этого металла; максимальную скорость электронов, вылетающих из этого металла под действием света с длиной волны 400 нм.
22Определите максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности цинка (работа выхода 4 эВ) при его облучении -излучением с длиной волны 2,47 пм. Сравните ее со скоростью, приобретаемой фотоэлектроном при освещении фотокатода излучением с длиной волны 0,3 нм.
23Определите длину волны мягкого рентгеновского излучения, падающего на поверхность некоторого металла, если максимальная скорость фотоэлектронов равна 10 Мм/с. Работой выхода электронов из металла пренебречь.
24Имеется вакуумный фотоэлемент, один из электродов которого цезиевый, а другой – медный. Определите максимальную скорость фотоэлектронов, подлетающих к медному электроду, если цезиевый электрод освещается электромагнитным излучением, длина волны которого = 0,22 мкм, и электроды накоротко замкнуты снаружи.
25Дополните таблицу 1.1.
26Объясните следующие особенности эффекта Комптона:
– необходимость использовать коротковолновое рентгеновское излучение при экспериментальной проверке формулы комптоновского смещения;
– независимость величины смещения от рода вещества;
– наличие несмещенной составляющей в рассеянном излучении;
– увеличение интенсивности смещенного компонента рассеянного излучения с уменьшением атомного номера вещества, а также с ростом угла рассеяния.
27Фотон с энергией 1,00 МэВ рассеялся на покоившемся свободном электроне. Найдите кинетическую энергию электрона отдачи, если в результате рассеяния длина волны фотона изменилась на 25 %.
Таблица 1.1 – Работа выхода электронов из различных металлов
| Название металла | Работа выхода электронов |
| эВ | 10 -19 , Дж |
| Алюминий | 3,74 |
| Вольфрам | |
| Железо | 4,36 |
| Золото | 7,42 |
| Калий | 2,2 |
| Литий | 3,7 |
| Натрий | 2,5 |
| Платина | 10,1 |
| 7,5 | |
| Цезий | |
| Цинк | 4,0 |
28Фотон, энергия которого в 1,5 раза больше энергии покоя электрона, испытывает лобовое столкновение с покоящимся свободным электроном, находящимся в однородном магнитном поле. После столкновения электрон отдачи движется по окружности радиусом . Найдите индукцию магнитного поля.
29Фотон с энергией 0,3 МэВ рассеялся под углом 180° на свободном электроне. Определите долю энергии фотона, соответствующую рассеянному фотону.
30Фотон с энергией 1,025 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите угол рассеяния фотона, если длина волны рассеянного фотона оказалась равной комптоновской длине волны.
31Фотон с импульсом кэВ/с (с – скорость света), испытав комптоновское рассеяние под углом 120° на покоившемся свободном электроне, вырвал затем из атома молибдена электрон, энергия связи которого равна 20,0 кэВ. Найдите кинетическую энергию фотоэлектрона.
32Фотон с длиной волны 4,2 пм испытал лобовое столкновение с электроном, двигавшимся ему навстречу со скоростью . Найдите , если после столкновения фотон движется в обратном направлении с той же длиной волны.
33Докажите, что покоящийся электрон не может поглотить фотон.
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.
Ответы к задачам по физике Микрофизика 90
I. Минимальная частота света, при которой возникает фотоэффект с поверхности цинка, равна 810 ГГц. Определить частоту красной границы фотоэффекта. Ответ дать в терагерцах.
2 При исследовании фотоэффекта металл облучали монохроматическим светом. Величина задерживающего напряжения оказалась равной 1,7 В. Определить максимальное значение кинетической энергии фотоэлектронов. Ответ дать в электронвольтах
3. При переходе атома с энергетического уровня -8 эВ на основной уровень -16 эВ излучен квант света. Найти энергию этого кванта. Ответ дать в элсктронволътах.
4. Атомный номер алюминия равен 13, массовое число его ядер равно 27. Чему равно число электронов в атоме алюминия?
5. Ядро некоторого изотопа состоит из 20 протонов и 26 нейтронов. Определить массовое число этого ядра.
6. Порядковый номер изотопа молибдена в таблице Менделеева 42, массовое число 96. Сколько нейтронов в ядре этого изотопа?
7. Масса покоя ядра гелия равна 4,002 а.е.м. Сумма масс покоя нуклонов, входящих в состав этого ядра, равна 4,032 а.е.м. Найти дефект массы ядра гелия. Ответ дать в атомных единицах массы.
8. Ядро изотопа бериллия содержит 4 протона и 4 нейтрона. Определить дефект массы ЭТОГО ядра, если масса ядра изотопа бериллия равна 8.008 а.е.м. Ответ дать в атомных единицах массы.
9. Минимальная энергия, необходимая для того, чтобы ядро, состоящее из 3 протонов и 3 нейтронов, расщепить на отдельные нуклоны, равна 36 МэВ. Определить энергию связи этого ядра. Ответ дать в мегаэлектронвольтах.
10. При образовании ядра некоторого элемента (массовое число 7) из
отдельных нуклонов выделяется энергия, равная 42 МэВ. Найти энер-
гию связи этого ядра. Ответ дать в мегаэлектронвольтах.
Задачи 2 класса трудности
11. Частота света равна 400 ТГц. Определить энергию одного кванта этого света. Ответ дать в электровольтах.
12. Определить кинетическую энергию электронов, испускаемых фотокатодом при облучении его монохроматическим светом с частотой, равной частоте красной границы фотоэффекта материала фотокатода. Ответ дать в системе СИ.
13. При исследовании фотоэффекта с поверхности железного образца, имеющего работу выхода 43 эВ, нашли, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1,8 эВ. Считая свет, которым облучался образец, монохроматическим, определить энергию одного кванта этого света. Ответ дать в электронвольтах.
14. Возбужденный атом испустил фотон, энергия которого равна 4,2 эВ, и перешел в основное состояние. Чему равна энергия возбужденного состояния атома, если энергия основного состояния атома равна -12.4 эВ7 Ответ дать в электронвольтах.
15. При переходе электрона с одной стационарной орбиты с энергией -10 эВ на другую стационарную орбиту излучается квант света с энергией 2,7 эВ. Определить энергию конечного стационарного состояния. Ответ дать в электронвольтах.
16. Нейти энергию связи ядра атома лития (массовое число 7, порядковый номер элемента в таблице Менделеева 3), если известно, что удельная энергия связи равна 5 МэВ на нуклон. Ответ дать в мегаэлектронвольтах.
17. Чему равна энергия покоя электрона? Ответ дать в mix о джоулях.
18. Ядро радиоактивного элемента, атомный номер которого 89, испустило альфа-частицу. Найти атомный номер образовавшегося элемента.
19* При взаимодействии альфа-частицы с ядром бериллия (атомный номер в таблице Менделеева 4, массовое число 9) образуются нейтрон и новое ядро. Чему равно массовое число нового ядра?
20. Изотоп ядра натрия (атомный номер 11) претерпел электронный
бета-распад. Определить атомный номер образовавшегося ядра.
Задачи 3 класса трудности
21. Чему равна частота света, если энергия каждого из его фотонов равна 3,3 эВ? Ответ дать в терагерцах.
22. Определи 1ь работу выхода электронов из металла, если фотоэффект начинается при частоте падающего света 400 ТГц. Ответ дать в электронвольтах.
23. Энергия каждого кванта света, которым облучается металл, в пя1ъ раз больше работы выхода электрона из этого металла. Какую долю от энергии кванта составляет максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, вылетевшего из металла?
24. Во сколько раз энергия каждого кванта света, которым облучается металл, больше работ выхода электрона из этого металла, если работа выхода в два раза больше максимальной кинетической энергии фоюэлектронов?
25. При исследовании фотоэффекта было обнаружено, что максимальная кинетическая энергия, которую может получить вылетевший из обрата электрон, в 4 раза меньше энергии одного кванта света. Определить, во сколько раз paбота выхода электрона из данного образца больше максимальной кинетической энергии фотоэлектрона.
26 Фотокатод облучается сайтом, энергия каждого кванта которого равна 3 »В. На сколько электронвольт возрастет максимальная кинетическая энергия каждого фотоэлектрона при увеличении энергии кванта света в 2 раза?
27. Анод вакуумного фотоэлемента находится под потенциалом -3 В относительно катода. Какую минимальную энергию должен иметь каждый квант света, падающего на фотокатод, чтобы в фотоэлементе появился электрический ток? Работа выхода электрона из фотокатода 2 эВ. Ответ дать в электронвольтах.
28. Электрон в атоме перешел с одного энергетического уровня на другой, излучив при этом квант света частотой 800 ТГц. На сколько электронвольт уменьшилась энергия атома?
29. Определить частоту излучения лазера, если известно, что излучение происходит при переходах электронов из состояния с энергией -3,85 эВ в состояние с энергией -6,325 эВ. Ответ дать в терагерцах.
30. Ядро изотопа натрия (атомный номер 11) претерпело электронный бета-распад. Определить число протонов в образовавшемся ядре.
31. Изотоп фосфора, имеющий массовое число 30. распадается с испусканием позитрона. Чему равно массовое число ядра, образующегося в результате распада?
32. Определить дефект массы альфа-частицы, масса которой равна 4,002 а.е.м. Ответ дать в а.е.м.
33. Дефект массы ядра изотопа гелия (атомный номер 2) равен 0,006 а.е.м. Определить число нейтроноз в ядре, если его масса равна 3,017 а.е.м.
34. Дефекг массы одного из изотопов бора равен 0,05 а.е.м. Определить энергию связи ядра этого изотопа. Ответ дать в пикоджоулях.
35. Дефект массы ядра изотопа углерода 0,1 а.е.м., дефект массы ядра одного из изотопов хрома 0,4 а.е.м. Во сколько раз энергия связи ядра хрома больше энергии связи ядра углерода?
Задачи 4 класса трудности
36. Энергия каждого фотона в пучке монохроматического света равна 1,5 эВ. Определить длину волны этого света. Ответ дать в нанометрах.
37. Фотосинтез в зеленом листе растений интенсивно проходит при поглощении красного света с длиной волны 0,66 мкм. Определить энергию фотона этого света. Ответ дать в электронвольтах.
38. Для ионизации атома некоторого химического элемента необходима энергия 4,125 эВ. Найти минимальную частоту электромагнитного излучения, способного вызвать ионизацию. Ответ дать в терагерцах.
3^. Во сколько раз энергия рентгеновского фотона, имеющего длину волны 0,1 нм, больше энергии фотона видимого света с длиной волны 500 нм?
40. Излучение источника видимого света лежит в интервале частот от 750 ТГц до 400 ТГц. Определить отношение импульсов фотонов, соответствующих границам спектра. Ответ дать в виде числа, большего единицы.
41. Работающий в непрерывном режиме газовый лазер дает монохроматическое излучение с частотой 500 ТГц, излучая ежесекундно 66 мДж энергии. Сколько фотонов испускает такой лазер в течение одной пикосекунды?
42. Атом, находившийся в основном стационарном состоянии, поглотил квант света частотой 1600 ТГц и перешел в возбужденное состояние с энергией -6 эВ. Чему равна энергия атома в основном стационарном состоянии? Ответ дать в электронвольтах.
43. При исследовании фотоэффекта образца из алюминия нашли, что длина волны красной границы фотоэффекта равна 412,5 нм. Определить работу выхода электрона из этого образца. Ответ дать в электрон-вольтах.
44. Чему равна частота света, падающего на поверхность металла, если работа выхода электронов из этого металла равна 3 эВ, а максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов равна 1,125 эВ? Ответ дать в терагерцах.
45. При облучении поверхности меди квантами света, каждый из которых имеет энергию 5,4 эВ, наблюдается фотоэффект. Работа выхода электронов из меди равна 4,1 эВ. Найти задерживающее напряжение, наблюдаемое в этом случае. Ответ дать в единицах СИ.
46. Фотокатод облучается монохроматическим светом частотой 400 ТГц. С какой скоростью вылетают фотоэлектроны, если работа выхода электрона с поверхности фотокатода 1,65 эВ? Ответ дать в единицах СИ.
47. При облучении поверхности металла монохроматическим излучением частотой 300 ТГц максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона в два раза меньше работы выхода электрона из металла. Найти частоту красной границы фотоэффекта. Ответ дать в терагерцах.
48. Во сколько раз частота излучения, падающего на металл, больше частоты красной границы фотоэффекта для этого металла, если максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов равна рабой выхода электронов из металла?
49. При облучении поверхности металла светом частотой 260 ТГц максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона равна работе выхода электрона из металла. Определить частоту красной границы фотоэффекта. Ответ дать в терагерцах.
50. В результате взаимодействия гамма-кванта с ядром кальция (атомный номер 20, массовое число 40) образуются ядро нового атома и протон. Чему равно массовое число нового ядра?
51. Ядро изотопа магния (массовое число 24, порядковый номер в таблице Менделеева - 12) подвергается бомбардировке протонами. Определить число нуклонов в образовавшемся в результате реакции ядре, если реакция сопровождается испусканием альфа-частиц.
52. При бомбардировке альфа-частицами алюминия (массовое число 27, порядковый номер в таблице Менделеева - 13) образуется новое ядро и протон. Определить порядковый номер образовавшегося элемента в таблице Менделеева.
53. Энергия связи ядра атома лития равна 29,88 МэВ. Найти дефект массы этого ядра. Ответ дать в атомных единицах массы.
54. Какая минимальная энергия необходима для расщепления ядра изотопа лития на составляющие его нуклоны, если массовое число 7, заряд ядра 3, масса ядра 7,017 а.е.м.? Ответ дать в мегаэлектронвольтах. Учесть, что массе, равной I а.е.м., соответствует энергия 931 МэВ.
55. В результате взаимодействия ядра атома плутония с альфа-частицей образуется ядро атома кюрия (массовое число 242) и нейтрон. Определить массовое число ядра атома плутония.
Задачи 5 класса трудности
56. Найти энергию кванта в пучке монохроматического света с длиной волны 300 нм. Ответ дать в электронвольтах.
57. Сколько фотонов монохроматического света прошло через отверстие в диафрагме, если их суммарная энергия равна 13,2 эВ, а длина волны света 750 нм?
58. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона красного света, частота которого 455 ТГц? Ответ дать в километрах в секунду.
59. При испускании атомом фотона полная энергия атома изменилась на 4,125 эВ. Найти длину волны излученного фотона. Ответ дать в нанометрах.
60. На сетчатку глаза человека направлен свет с длиной волны
495 нм. Сколько фотонов попадает за 2 с на сетчатку, если глаз воспринимает излучение данной длины волны при мощности светового потока равной 0,0003 пВт?
61. Во сколько раз изменилась мощность источника электромагнитного излучения, если число испускаемых им за 10 с квантов уменьшилось со 120 до 100, а их частота осталась неизменной? Ответ дать в виде числа, большего единицы.
62. Атом, получив в результате неупругого соударения с электроном энергию 4,5 эВ, излучает квант света. Определить наименьшую возможную длину волны излучения. Ответ дать в нанометрах.
63. Атом водорода может находиться в основном состоянии с энергией Е = -13,6 эВ и в возбужденных состояниях с энергиями Et = - -3,4 эВ и = -1,4 эВ. Во сколько раз энергия фотона, испущенного при переходе атома из первого возбужденного состояния в основное больше энергии фотона, испущенного при переходе атома из второго возбужденного состояния в первое?
64. Определить длину волны красной границы фотоэффекта для металла, имеющего работу выхода, равную 4,125 эВ. Ответ дать в нанометрах.
65. Найти задерживающее напряжение для фотоэлектронов, испускаемых при освещении калия светом с длиной волны 330 нм. Работу выхода электронов из калия принять равной 2 эВ. Ответ дать в единицах
66. Поверхность калия облучается монохроматическим светом частотой 800 ТГц. Работа выхода электрона из калия равна 2,2 эВ. Чему равна максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона в этом опыте? Ответ дать в электронвольтах.
67. При облучении поверхности фотокатода монохроматическим светом частотой 1100 ТГц фотоэлектроны удается полностью затормозить отрицательным потенциалом 0,4125 В. Найти частоту красной границы фотоэффекта материала катода. Ответ дать в терагерцах.
68. Определить энергию фотона, падающего на поверхность металла, если максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона равна 2,475 эВ, а частота красной границы фотоэффекта для этого металла равна 400 ТГц. Ответ дать в электронвольтах.
69. Работа выхода электрона из некоторого металла равна 4,125 эВ. Определить максимальную длину падающего на металл излучения, при котором возможен фотоэффект. Ответ датЬ в нанометрах.
70. Металлическая пластинка, работа выхода электрона из которой равна 2.475 эВ последовательно освещается излучением г частотой 700 ТГц и 800 ТГц. Во сколько раз увеличивается при этом максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?
71. Какую максимальную кинетическую энергию имеют электроны, вылетевшие из атомов калия при облучении последних синим светом с длиной волны 450 им ? Работа выхода электронов из кадия равна 2 эВ. Ответ дать в электронвольтах.
72. Длина волны красной границы фотоэффекта для некоторого металла равна 275 нм. Определить минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект из этого металла. Ответ дать в электронвольтах.
73. Если освещать фотокатод светом с частотой 600 ТГц, то задерживающее напряжение, при котором прекращается фототок, равно 1,125 В. Чему будет равно задерживающее напряжение при облучении этого же фотокатода светом с частотой 1200 ТГц ? Ответ дать в единицах СИ.
74. В результате захвата альфа-частицы ядром изотопа азота (массовое число 14, порядковый номер в таблице Менделеева 7) образуется протон и новое ядро. Определить число протонов в новом ядре.
75. Энергия связи ядра кальция равна 7,47 МэВ, число протонов 20, число нейтронов 20. Определить массу ядра кальция. Ответ дать в атомных единицах массы.
Задачи 6 класса трудности
76. При освещении катода вакуумного фотоэлемента светом частоты 1000 ТГц фототок с поверхности катода прекращается при разности потенциалов между катодом и анодом, равной 2 В. Определить работу выхода электрона из материала катода. Ответ дать в электронвольтах.
77. На изолированную металлическую пластинку, потенциал которой равен нулю, направлено монохроматическое излучение с частотой 800 ТГц. До какого потенциала зарядится пластинка при длительном освещении, если работа выхода электронов из нее равна 2 эВ 7 Ответ дать в единицах СИ.
78. Найти частоту света, вырывающего из металла электроны, которые полностью задерживаются разностью потенциалов 3,3 В. Фотоэффект начинается при частоте света 600 ТГц. Ответ дать в терагерцах.
79. Катод вакуумного фотоэлемента освещается светом с длиной волны 500 нм. При задерживающей разности потенциалов между катодом и анодом 1,2 В фототок прекращается. Определить работу выхода электрона из материала катода. Ответ дать в электронвольтах.
80. Во сколько раз длина волны излучения, падающего на металлическую пластинку, меньше длины волны красной границы фотоэффекта, если максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов в два раза больше работы выхода электронов из металла? Ответ дать в виде числа, большего единицы.
81. Катод вакуумного фотоэлемента освещается светом с длиной волны, которую необходимо определить. Известно, что при задерживающей разности потенциалов между катодом и анодом, равной 2 В, фототок прекращается. Работа выхода электрона из материала катода равна 2,125 эВ. Ответ дать в нанометрах.
82. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 600 ТГц. Определить величину задерживающей разности потенциалов, которую нужно приложить, чтобы задержать электроны, испускаемые под действием ультрафиолетовых лучей с частотой 1000 ТГц. Ответ дать в единицах СИ.
83. Одна из пластин плоского воздушного незаряженного конденсатора освещается светом с частотой 1000 ТГц. Фотоэлектроны, попадающие на другую пластину, заряжают ее, в результате чего между обкладками конденсатора возникает разность потенциалов. Определить максимальное значение разности потенциалов (в вольтах), если работа выхода электрона равна 2 эВ.
84. Излучение с частотой 1000 ТГц падает на металлическую поверхность. При увеличении частоты в 1,2 раза задерживающее напряжение между катодом и анодом пришлось увеличить в 1,5 раза. Определить частоту красной границы фотоэффекта для материала фотокатода. Ответ дать в терагерцах.
85. Электрон, ускоренный электрическим полем, приобрел скорость, при которой его полная энергия стала в 2,6 раза больше энергии покоя. Чему равна разность потенциалов, пройденная электроном ? Ответ дать в киловольтах.
Задачи 7 класса трудности
86. Капля воды объемом 0,1 мл нагревается светом с длиной волны 750 нм, поглощая 70 фотонов в течение наносекунды. Определить скорость нагревания воды, считая, что вся энергия, полученная каплей, расходуется только на ее нагревание. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/кг К). Ответ дать в нанокельвинах за секунду.
87. В одном из проектов системы противоракетной обороны предлагалось вывести на орбиту химический лазер, создающий излучение мощностью 25200 кВт. Один фотон такого излучения имеет энергию 1,875 эВ и импульс 0,001 нгпм/с. Определить силу отдачи, действующую на такой лазер при его работе. Ответ дать в миллиньютонах.
88. Плоский алюминиевый электрод освещается излучением с длиной волны 165 нм. На какое максимальное расстояние может удалиться фотоэлектрон, если вне электрода имеется однородное задерживающее электрическое поле напряженностью 37,5 В/см 7Красная i ранима фотоэффекта для алюминия соответствует длине волны 330 нм. Ответ дать в миллиметрах.
89. На один из вольфрамовых электродов двухэлектродной лампы падает излучение с длиной волны 150 нм. Между электродами приложено тормозящее напряжение 10 В. На каком расстоянии от облучаемого электрода скорость электронов уменьшится до нуля, если расстояние между электродами 40 см? Работа выхода электрона 4,5 эВ. Ответ пять в единицах СИ.
90. В результате реакции слияния неподвижных ядер дейтерия (заряд ядра Z = I, массовое число А = 2) и трития (Z = I, А =3) образуется новое ядро и нейтрон. Пренебрегая различием масс покоя протона и нейтрона, определить. какую часть выделившейся при реакции энергии составляет кинетическая энергия нейтрона.
При облучении некоторого металла светом с длиной волны 400 нм задерживающее напряжение равно 2 в
Тип 26 № 29062В 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 № 24376На 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 Eф = Aвых + Ek. Учитывая, что по условию энергия фотона в 3 раза больше работы выхода, получаем 2Aвых = Ek, откуда работа выхода в 2 раза меньше кинетической энергии электронов, т. е. равна 3 эВ.
Тип 18 № 2302Металлическую 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 № 3041При 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 Ee 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:
Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей
В некоторых опытах по изучению фотоэффекта фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. Напряжение, при котором поле останавливает и возвращает назад все фотоэлектроны, назвали задерживающим напряжением.
В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов при освещении одной и той же пластины, в ходе которого было получено значение
Чему равно опущенное в таблице первое значение задерживающего потенциала? Ответ выразите в вольтах и округлите с точностью до десятых.
Один из способов измерения постоянной Планка основан на определении максимальной кинетической энергии фотоэлектронов с помощью измерения задерживающего напряжения. В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов.
Задерживающее напряжение U, В
По результатам данного эксперимента определите постоянную Планка с точностью до первого знака после запятой. В ответе приведите значение, умноженное на 10 - 34.
В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов при освещении одной и той же пластины.
| Задерживающее напряжение U, В | 0,4 | 0,6 |
| Частота Гц | 5,5 | 6,1 |
По результатам данного эксперимента определите постоянную Планка. В ответе приведите её значение, умноженное на 10 34 , с точностью до первого знака после запятой.
Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны нм. При освещении этого металла светом длиной волны максимальная кинетическая энергия выбитых из него фотоэлектронов в 3 раза меньше энергии падающего света. Какова длина волны падающего света? Ответ приведите в нанометрах.
Энергия ионизации атома кислорода равна 14 эВ. Найдите максимальную длину волны света, которая может вызвать ионизацию атома кислорода. Ответ приведите в нанометрах, округлив до целых.
Справочные данные: постоянная Планка
В пробирке содержатся атомы радиоактивных изотопов ванадия и хрома. Период полураспада ядер ванадия 16,1 суток, период полураспада ядер хрома 27,8 суток. Через 80 суток число атомов ванадия и хрома сравнялось. Во сколько раз вначале число атомов ванадия превышало число атомов хрома? Ответ укажите с точностью до первого знака после запятой.
Поток фотонов выбивает из металла с работой выхода 5 эВ фотоэлектроны. Энергия фотонов в 1,5 раза больше максимальной кинетической энергии фотоэлектронов. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов? Ответ приведите в электрон-вольтах.
Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых 10 эВ. Энергия фотонов в 3 раза больше работы выхода. Какова работа выхода? Ответ приведите в электрон-вольтах.
Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых 10 эВ. Энергия фотонов в 3 раза больше работы выхода фотоэлектронов. Какова энергия фотонов? Ответ приведите в электрон-вольтах.
Поток фотонов выбивает фотоэлектроны из металла с работой выхода 5 эВ. Энергия фотонов в 1,5 раза больше максимальной кинетической энергии фотоэлектронов. Какова энергия фотонов? Ответ приведите в электрон-вольтах.
В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии ( эВ) поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра со скоростью км/с. Какова частота поглощённого фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. В ответе приведите значение частоты в герцах, умноженное на 10 −15 , с точностью до десятых.
В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии () поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра со скоростью Какова длина волны поглощённого фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. Ответ приведите в нанометрах и округлите до целого числа.
В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии () поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра с импульсом Какова энергия поглощенного фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. Ответ приведите в электрон-вольтах, округлите до десятых.
В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии () поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра со скоростью υ = 1000 км/с. Какова энергия поглощённого фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. Ответ приведите в электрон-вольтах ответ округлите до первого знака после запятой.
При радиоактивном распаде ядра вылетает α-частица с энергией 4800 кэВ. Известно, что в образце радия, массой 1 мкг, каждую секунду распадаются 3,7·10 4 ядер. Какую суммарную энергию имеют α-частицы, образующиеся в этом образце за 1 час? Ответ приведите в миллиджоулях, округлите до одного знака после запятой.
Красная граница фотоэффекта для калия λ0 = 0,62 мкм. Какую максимальную скорость могут иметь фотоэлектроны, вылетающие с поверхности калиевого фотокатода при облучении его светом длиной волны λ = 0,42 мкм? Ответ приведите в километрах в секунду, округлите до целых.
Металлический фотокатод освещён светом длиной волны λ = 0,42 мкм. Максимальная скорость фотоэлектронов, вылетающих с поверхности фотокатода, км/с. Какова длина волны красной границы фотоэффекта для этого металла? (Ответ приведите в микрометрах с точностью до сотых. Постоянную Планка примите равной 6,6·10 –34 Дж · с.)
Красная граница фотоэффекта для калия λ0 = 0,62 мкм. Какова длина волны света, падающего на калиевый фотокатод, если максимальная скорость фотоэлектронов υ = 580 км/с? Ответ приведите в микрометрах.
Красная граница фотоэффекта для калия λ0 = 0,62 мкм. Какова максимальная скорость фотоэлектронов при облучении калиевого фотокатода светом частотой υ = 8·10 14 Гц? Ответ приведите в километрах в секунду и округлите до десяток.
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. Ответ приведите в электрон-вольтах.
Поток фотонов падает на металлическую пластину с работой выхода 2,6 эВ и выбивает из пластины фотоэлектроны, которые попадают в замедляющее однородное электрическое поле с модулем напряжённости 1 В/м. Какое время проходит от момента начала замедления фотоэлектронов до их полной остановки, если энергия падающего фотона 11,5 эВ? Считайте, что все фотоэлектроны при вылете из пластины имеют одинаковую скорость. Ответ дайте в мкс, округлив до целого.
Пучок электронов падает перпендикулярно дифракционной решётке с периодом 14,4 мкм. В результате на фотопластинке, расположенной за решёткой параллельно ей, фиксируется дифракционная картина. Угол к направлению падения пучка, под которым наблюдается первый главный дифракционный максимум, равен 30°. Чему равна скорость электронов в пучке? Ответ выразите в метрах в секунду и округлите до десятков.
В данной задаче примите значение постоянной Планка h равной
Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из металла под действием света, равна 1,2 эВ. Если уменьшить длину волны падающего света в 2 раза, то максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из этого же металла, станет равной 3,95 эВ. Определите энергию падающих фотонов (в эВ) в первом случае.
Пороговая чувствительность сетчатки человеческого глаза к видимому свету составляет 1,65 · 10 –18 Вт, при этом на сетчатку глаза ежесекундно попадает 5 фотонов. Определите, какой длине волны (в нм) это соответствует. (Постоянную Планка примите равной )
Поток фотонов выбивает из металла электроны. Энергия фотона равна 2 эВ. Если длину волны падающего излучения уменьшить в 2,5 раза, то максимальная скорость фотоэлектронов, вылетающих из этого металла, увеличится в 2 раза. Определите работу выхода электронов из металла. Ответ выразите в электрон-вольтах.
В фантастических романах космические корабли перемещаются при помощи фотонных двигателей, принцип действия которых заключается в создании реактивной тяги при испускании света. Сколько фотонов должен каждую секунду испускать такой двигатель для того, чтобы сообщать кораблю массой 10 тонн ускорение 1 м/с 2 , если длина волны испускаемых фотонов равна 528 нм? Ответ дайте в виде целого числа, которое должно быть записано перед множителем «10 30 ».
Лазер излучает в импульсе световых квантов. Средняя мощность импульса лазера 1100 Вт при длительности вспышки Определите длину волны излучения лазера. Ответ выразите в микрометрах.
В опыте по изучению фотоэффекта фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. При этом измеряется запирающее напряжение. В таблице представлены результаты исследования зависимости запирающего напряжения U, от длины волны λ падающего света.
| Запирающее напряжение U, В | 0,4 | 0,6 |
| Длина волны света λ, нм | 546 | 491 |
Чему равна постоянная Планка по результатам этого эксперимента? Запишите в ответ полученную величину, умноженную на 10 34 . Ответ округлите до десятых. Ответ приведите в джоуль-секундах.
Опыты по наблюдению фотоэффекта показывают, что работа выхода электрона из кристаллического образца зависит от ориентации кристалла относительно направления падающего излучения. При освещении медного образца светом с некоторой фиксированной длиной волны было установлено, что при вращении образца максимальная скорость фотоэлектронов изменяется в пределах от 610 км/с до 764 км/с. На сколько отличаются работы выхода электрона из меди при разных положениях образца? Ответ выразите в электрон-вольтах и округлите до десятых долей.
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вылетающих из металлической пластинки под действием света, равна 2 эВ. Длина волны падающего монохроматического света составляет длины волны, соответствующей «красной границе» фотоэффекта для этого металла. Какова работа выхода электронов? Ответ приведите в электрон-вольтах.
На металлическую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны λ = 400 нм. «Красная граница» фотоэффекта для металла пластинки λкр = 600 нм. Чему равно отношение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов к работе выхода для этого металла?
Ядро трития распадается на ядро гелия-3, электрон и электронное антинейтрино: Масса ядра трития равна 3,01550 а. е. м., масса ядра равна 3,01493 а. е. м. Какое количество энергии выделяется в этой ядерной реакции? Ответ выразите в килоэлектрон-вольтах и округлите до целого числа.
Лазер излучает свет с длиной волны 450 нм. Мощность лазерного пучка 2,2 мВт. Сколько фотонов излучает этот лазер за 1 пс?
Читайте также: