При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект

Обновлено: 04.10.2024

-воспитывающая: воспитывать добросовестное отношение к предмету.

Оборудование: компьютер, проектор, экран, раздаточный материал

Орг момент.(1 мин)

Повторение теоретических знаний.(7 мин.)

Разбор заданий части В из теста устно (4 мин)

Решение задач части С( 19 мин.)

Обобщение. Дом. задание.(3 мин.)

Повторение теоретических знаний.

1.Кто является основоположником квантовой теории?

2.Как атомы испускают энергию? Чему равна эта энергия?

(Макс Планк предположил, что атомы испускают энергию порциями- квантами. Энергия одного кванта равна Е= h  )

3.Кто является основоположником теории фотоэффекта?

(А.Г.Столетов – русский физик. Исследование фотоэффекта принесло ему мировую известность. Столетов показал возможность применения фотоэффекта на практике. Он является инициатором создания физического института при Московском университете)

4.Что называется фотоэффектом?

(Фотоэффект – это вырывание электронов из вещества под действием света)

5.Каким законам подчиняется фотоэффект?

(1 закон: Количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за 1с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны

2 закон: Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности

3 закон: Для каждого вещества фотоэффект наблюдается лишь в том случае, если частота света  больше минимального значения )

6.Кто дал объяснение явлению фотоэффекта?

7.Что такое фотон?

(Фотон – это элементарная частица, лишенная массы покоя и электрического заряда, но обладающая энергией и импульсом. Это квант электромагнитного поля.)

8.Как определить массу фотона?

9.Как определить импульс фотона?

(Фотон лишен массы покоя и при рождении сразу имеет скорость с. Импульс фотона: )

10.Как направлен импульс фотона?

(Импульс фотона направлен по световому лучу)

11. Четырёх учеников попросили нарисовать общий вид графика зависимости максимальной энергии Ек электронов, вылетевших из пластины в результате фотоэффекта, от интенсивности падающего света. Какой из приведённых на рис. 7, а–г графиков выполнен правильно?

12. Какой из графиков на рис. 9, а–г соответствует зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света?

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ ПО ТЕМЕ «ФОТОЭФФЕКТ»

1.Какое из приведенных ниже выражений соответствует импульсу фотона?

2.Фотон, соответствующий фиолетовому или красному свету, имеет наибольшую энергию?

А.Красному Б.Фиолетовому В.Энергии обоих фотонов одинаковы

3.Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при фотоэффекте, если увеличить частоту облучающего света, не изменяя интенсивность падающего света?

А.Увеличится Б.Уменьшится В.Не изменится

4. Длина волны рентгеновского излучения равна 10 -10 м. Во сколько раз энергия одного фотона этого излучения превосходит энергию фотона видимого света длиной волны 4*10 -7 м?

А) 25 Б) 40 В) 2 500 Г) 4 000

5.Как изменится фототок насыщения при фотоэффекте, если увеличить интенсивность падающего света в 2 раза?

А.Увеличится в 4 раза Б.Уменьшится в 2 раза В.Увеличится в 2 раза

6.Какой из перечисленных ниже величин пропорциональна энергия фотона?

А.квадрату скорости фотона Б.скорости фотона В.частоте излучения Г.длине волны

1.При освещении металлической пластины светом длиной волны  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.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИХ ИЗМЕНЕНИЯ

А)Частота световой волны 1)остается неизменной

Б)Энергия фотона 2)увеличивается в 2 раза

В)Работа выхода 3)уменьшается в 2 раза

Г)Максимальная кинетическая 4)увеличивается более чем в 2 раза

энергия фотоэлектрона 5)увеличивается менее чем в 2 раза

2.При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект. Частоту света  плавно изменяют. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от частоты падающего света эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

1) работа выхода фотоэлектрона из металла

2) максимальный импульс фотоэлектронов

3) энергия падающего на металл фотона

4) максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов

1.Какое из приведенных ниже выражений соответствует энергии фотона?

2.Фотон, соответствующий фиолетовому или красному свету, имеет наименьший импульс?

А.Красному Б.Фиолетовому В.Импульсы обоих фотонов одинаковы

3.Как изменится фототок насыщения при фотоэффекте, если уменьшить интенсивность падающего света?

4. Один лазер излучает монохроматический свет с длиной волны ₁=300нм, другой с длиной волны 700нм. Отношение импульсов фотонов , излучаемых лазерами равно

5.Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при фотоэффекте, если уменьшить частоту облучающего света в 4 раза, не изменяя интенсивность падающего света?

А.Увеличится в 2 раза Б.Уменьшится в 2 раза В.Уменьшится в 4 раза

6.Какое физическое явление служит доказательством квантовой природы света?

А.интерференция Б.дифракция В.поляризация Г.фотоэффект

1.При освещении металлической пластины светом частотой  наблюдается явление фотоэлектрического эффекта. Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими процесс фотоэффекта, перечисленными в первом столбце, и их изменениями во втором столбце при увеличении частоты падающего на пластину света в 2 раза.

А)Длина световой волны 1)остается неизменной

2. При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект. Длину волны  света плавно изменяют. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от длины волны падающего света эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

2) импульс падающего на металл фотона

3) сила фототока

Разбор заданий части В из теста устно

1. При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект. Частоту света  плавно изменяют. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от частоты падающего света эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Энергия фотона прямо пропорциональна частоте: Е= h  . На графике Б изображена именно такая зависимость физической величины от частоты, поэтому этот график соответствует энергии падающего на металл фотона (Б — 3).

Работа выхода фотоэлектрона характеризует свойства материала металлической пластины и не зависит от частоты падающего на нее света, поэтому график этой величины должен представлять собой горизонтальную линию. Максимальный импульс фотоэлектронов связан с максимальной кинетической энергией соотношением p =, а потому его зависимость от частоты будет нелинейной.

При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект. Длину волны  света плавно изменяют. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от длины волны падающего света эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Работа выхода фотоэлектрона характеризует свойства материала металлической пластины и не зависит от длины волны падающего на нее света, поэтому график этой величины должен представлять собой горизонтальную линию. Тоже самое и для силы фототока: она определяется интенсивностью света, а не его длиной волны. Разберемся с оставшимися вариантами ответа.

Импульс фотона обратно пропорционален длине волны: p = . На графике А изображена именно такая зависимость физической величины от длины волны, поэтому этот график соответствует импульсу падающего на металл фотона (А — 2).

W _k = h - A . Если длина волны фотона больше длины волны , соответствующей красной границе, фотоэффект не наблюдается. Поэтому от графика функции W _k = h - A нужно взять только часть, где W _k ≥0. На графике Б изображена именно такая ситуация, поэтому график Б соответствует максимальной кинетической энергии фотоэлектронов (А — 4).

ГОТОВИМСЯ К ЕГЭ (ЧАСТЬ С)

1. Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода), помещенной в сосуд, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью Е. Пролетев путь S =5*10 -4 м , он приобретает скорость 3*10 6 м/ c . Какова напряженность электрического поля? Релятивистские эффекты не учитывать.

Уравнение Эйнштейна в данном случае будет иметь вид: , из чего следует, что начальная скорость вылетевшего электрона . Формула, связывающая изменение кинетической энергии частицы с работой силы со стороны электрического поля: A = .

Работа силы связана с напряженностью поля и пройденным путем: A = FS = eES . Отсюда E =.

2. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода _кр=290нм . При облучении катода светом с длиной волны  фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U =1,5В. Определите длину волны .

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: (1).

Условие связи красной границы фотоэффекта и работы выхода: А=(2).

Выражение для запирающего напряжения — условие равенства максимальной кинетической энергии электрона и изменения его потенциальной энергии при перемещении в электростатическом поле: (3).

Решая систему уравнений (1), (2) и (3), получаем:  = .

3. В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка облучалась светом с длинами волн соответственно ₁=350 нм и ₂=540 нм. В этих опытах максимальные скорости фотоэлектронов отличались в раза. Какова работа выхода с поверхности металла?

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта в первом опыте:

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта во втором опыте:

Отношение максимальных скоростей фотоэлектронов: n =(3)

Решая систему уравнений (1)—(3), получаем: A = .

4. В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью С = 8000 пФ. При длительном освещении катода светом c частотой ν = 10 15 Гц фототок, возникший вначале, прекращается. Работа выхода электронов из кальция А = 4,42•10 -19 Дж. Какой заряд q при этом оказывается на обкладках конденсатора?

5. Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода 4,42•10 -19 Дж), освещается светом с длиной волны 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 8,3•10 -4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Каков максимальный радиус окружности, по которой движутся электроны?

Дом. задание

2. Подготовиться к контрольной работе.

3.На поверхности водяной капли V =1 мм 3 ежесекундно падает 10 16 фотонов с длиной волны 500нм. Все фотоны поглощаются водой. За какое время капля нагреется на 47К.

При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект

Задания Д21 № 3622

При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект. Частоту света плавно изменяют. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от частоты падающего света эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Энергия фотона прямо пропорциональна частоте: На графике Б изображена именно такая зависимость физической величины от частоты, поэтому этот график соответствует энергии падающего на металл фотона (Б — 3).

Работа выхода фотоэлектрона характеризует свойства материала металлической пластины и не зависит от частоты падающего на нее света, поэтому график этой величины должен представлять собой горизонтальную линию. Максимальный импульс фотоэлектронов связан с с максимальной кинетической энергией соотношением а потому его зависимость от частоты будет нелинейной.

Задания Д21 № 3623

При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект. Длину волны света плавно изменяют. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от длины волны падающего света эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Импульс фотона обратно пропорционален длине волны: На графике А изображена именно такая зависимость физической величины от длины волны, поэтому этот график соответствует импульсу падающего на металл фотона (А — 2).

Сила фототока может зависеть от длины волны фотонов тоже. При наличии ускоряющего напряжения доля фотонов (максимальный угол отклонения начальной скорости от направления на анод, при котором электрон еще попадает на анод) зависит от модуля их начальной скорости, и, следовательно, от энергии падающих фотонов.

Рассмотрим уединенный металлический шарик в вакууме, на который падает свет. В этом случае нет ускоряющего напряжения, ни анода с катодом.

Задания Д32 C3 № 7163

Металлическая пластина облучается светом частотой υ = 1,6 · 10 15 Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины?

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия поглощаемого фотона равна сумме работы выхода фотоэлектрона из металла и максимальной кинетической энергии фотоэлектрона:

В электрическом поле на электрон действует сила, направление которой противоположно направлению вектора напряжённости поля. Поэтому в нашем случае фотоэлектроны будут ускоряться полем. В точке измерения их максимальная кинетическая энергия где U — разность потенциалов между поверхностью пластины и эквипотенциальной поверхностью на расстоянии L = 10 см от неё. Поскольку поле однородное и вектор Е перпендикулярен пластине, то U = EL. Решая систему уравнений, находим: Отсюда:

Тип 26 № 4503

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.

Согласно уравнению фотоэффекта, энергия фотона, работа выхода и максимальная кинетическая энергия электрона связаны соотношением: По условию, Следовательно, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна

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: \[h\nu = A+ eU=A+\dfrac\]

. При освещении металлической пластины светом частотой v наблюдается фотоэффект. Как изменятся кинетическая энергия фотоэлектрон

. При освещении металлической пластины светом частотой v наблюдается фотоэффект. Как изменятся кинетическая энергия
фотоэлектронов и количество выбитых электронов при увеличении интенсивности и частоты падающего света в 2 раза?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1 )увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

При увеличении интенсивности:
кинетическая энергия не изменится
количество фотоэлектронов увеличится
При увеличении частоты:
кинетическая энергия увеличится
количество фотоэлектронов не изменится

ОСЬ ВРАЩЕНИЯ - прямая, неподвижная относительно вращающегося вокруг нее твердого тела. Для твердого тела, имеющего неподвижную точку (напр., для детского волчка), прямая, проходящая через эту точку, поворотом вокруг которой тело перемещается из данного положения в положение, к нему бесконечно близкое, называется мгновенной осью вращения.

В усьому світі спостерігаються глибокі якісні зміни в головних галузях техніки. Революція в енергетиці пов'язана з переходом від теплових електростанцій, що працюють на органічному паливі, до атомних електростанцій. Створення промисловості штучних матеріалів з незвичайними, але зовсім необхідними для практики властивостями зробило революцію в матеріалознавстві. Комплексна механізація і автоматизація ведуть нас до революції в промисловості і сільському господарстві. Транспорт, будівництво, зв'язок стають принципово новими, що істотно більш продуктивними і удосконаленими галузями сучасної техніки. Фізика варто також біля витоків революційних перетворень у всіх областях техніки. На базі її досягнень перебудовуються енергетика, зв'язок, транспорт, будівництво, промислове і сільськогосподарське створення. Така тісний зв'язок фізики з іншими науками роз'яснюється значимістю фізики, її значенням, так як фізика знайомить нас з більш загальними законами природи, які керують перебігом дій у навколишньому світі й у Всесвіті в цілому.

Значення фізики полягає у відшуканні загальних законів природи і в поясненні конкретних дій на їх базі. По мірі просування до цієї мети перед вченими рівномірно вимальовувалася велична і складна картина єдності природи.

1. Тело, состоящее из куска льда и вмёрзшего в него аллюминиего бруска, плавает в воде так, что под водой находится a=95% объёма

С высоты 2м вертикально вниз бросают мяч со скоростью 6,3 м/с. Абсолютно упруго отразившись от горизонтальной поверхности, мяч п

Поднимаясь в гору, лыжник проходит путь, равный 1,5км, со средней скоростью 5,4 км/ч, а спускаясь с горы со скоростью 10 м/с, он

Какое количество электрической энергии необходимо потратить на получение 0,2 м3 водорода при нормальных условиях (давление 105 П

Мотоциклист проехал путь из города в деревню за 60 минут60 минут, при этом первую часть пути он ехал со скоростью 60 км/ч60 км/ч

Читайте также: