Вариант 3

1. Объясните наличие отличной от нуля силы фототока при U=0.

2. В чем сущность различия между внешним и внутренним фотоэффектом?

3. Выберите правильный ответ из приведенных ниже утверждений. При увеличении частоты света, падающего на фотоэлемент:

а) уменьшается ток насыщения;

б) уменьшается энергия падающего фотона;

в) увеличивается максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов;

г) уменьшается задерживающая разность потенциалов.

4. Работа выхода электронов из окиси цезия равна 2,52 эВ. Найдите красную границу фотоэффекта для окиси цезия.

5. На рис. 6 изображен график зависимости скорости фотоэлектронов от частоты падающего света. Постоянная Планка h=6,6∙10^–34 Дж∙с. Определите работу выхода фотоэлектронов.

рис. 6

6. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вылетающих из калия, равна 2,13∙10¹⁹ Дж, работа выхода электронов равна 2,25 эВ. Какова энергия фотонов, под действием которых вырываются электроны из калия?

7. Одинаковую ли работу совершает электрическое поле электромагнитной световой волны при вырывании электронов из разных металлов?

8. На рис. 7 изображена вольт-амперная характеристика фотоэлемента. Вычислите число электронов, покидающих фотокатод при U=2,5 В в течение 5 с.

рис. 7

9. Работа выхода электронов с поверхности вольфрама равна 4,54 эВ. Длина волны света, освещающего поверхность вольфрама, равна 180 нм. Найдите максимальную скорость фотоэлектронов.

10. На рис. 8 изображен график зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света. Найдите работу выхода фотоэлектронов.

рис. 8

11. Определите импульс фотоэлектронов, если импульс фотона равен 8∙10^–27 Н∙с, а работа выхода равна 2,5 эВ.

12. Пороговая чувствительность сетчатки человеческого глаза к желтому свету составляет 1,7∙10^–18 Вт. Какова энергия одного фотона, если ежесекундно на сетчатку глаза попадает 5 фотонов?

13. Как изменится время разрядки электрометра в опыте по обнаружению фотоэффекта, если поставить светофильтр, задерживающий инфракрасную часть спектра?

14. Какие превращения энергии происходят в полупроводниковом фотоэлементе?

15. Найдите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вырванных из катода фотоэлемента, если запирающее напряжение равно 1,2 В.

16. Определите массу фотона, если соответствующая ему длина волны равна 300 нм.

Вариант 4

1. «Действие лучей есть строго униполярное: положительный заряд лучами не уносится», – такой вывод был впервые сформулирован русским ученым А. Г. Столетовым. Почему фотоэффект не наблюдается на положительно заряженной пластине? Происходит ли он на самом деле?

2. Как можно увеличить силу фототока насыщения?

3. Постройте вольт-амперные характеристики фототока какой-либо фотоэлектрической установки для двух различных значений светового потока при равных начальных условиях.

4. Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта для натрия, равна 550 нм. Определите работу выхода фотоэлектронов.

5. На рис. 9 изображен график зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света. Найдите работу выхода фотоэлектронов.

рис. 9

6. Работа выхода фотоэлектронов из катода в три раза больше работы электрического поля при полном торможении фотоэлектронов. Длина волны падающего света 660 нм. Найдите начальную скорость фотоэлектронов.

7. Как изменится время разрядки электрометра в опыте по обнаружению фотоэффекта, если изменить расстояние между электрометром и источником света?

8. Тангенс угла наклона прямой к оси U в вольт-амперной характеристике фотоэлемента равен 0,5. Определите число фотоэлектронов, покидающих катод в течение двух секунд (u=2 В при I=0).

9. Какую максимальную кинетическую энергию имеют фотоэлектроны, вырванные из лития, при облучении светом, энергия фотонов которого 2,8 эВ. Работа выхода фотоэлектронов с поверхности лития равна 2,4 эВ. Ответ выразите в джоулях.

10. Изобразите на графике две зависимости кинетической энергии от частоты, если частота изменяется в пределах от 0,5·10¹⁵ Гц до 5·10¹⁵ Гц, а тангенс угла наклона 2 прямой к оси ν больше тангенса угла наклона 1 прямой в два раза.

11. Определите импульс фотона, если скорость с которой вылетают фотоэлектроны с катода равна 6·10⁵ м/с, а работа выхода равна 5,2 эВ.

12. Лампа мощностью 95 Вт излучает монохроматический свет с длиной волны 660 нм. Определите энергию фотона данного излучения.

13. Определите роль фотоэлемента в превращении «света в звук» и решите, какой закон фотоэффекта действует в данном случае.

14. Каким образом можно объяснить отклонения кометных хвостов при прохождении кометы вблизи Солнца?

15. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти испускаемый катодом электрон, чтобы его кинетическая энергия стала в 10 раз больше его энергии покоя?

16. Определите энергию фотона, если его импульс равен 1,5·10^–27 Н·с.