
- •Атомные спектры, энергетические уровни
- •Атомные спектры, энергетические уровни
- •2. В таблице приведены значения энергии для второго и четвёртого энергетических уровней атома водорода.
- •3. В таблице приведены значения энергии для третьего и четвёртого энергетических уровней атома водорода.
- •Внешний фотоэффект
- •Внешний фотоэффект
Внешний фотоэффект
1.
Фотоэффект
наблюдают, освещая поверхность
металла светом фиксированной
частоты. При этом задерживающая
разность потенциалов
равна U.
После изменения частоты
света задерживающая
разность потенциалов
увеличилась на
На
какую величину изменилась
частота падающего
света? В ответе выберете
наиболее точное приближение
из предложенных. (Ответ дать в
1014
Гц, округлив до десятых. Заряд
электрона принять равным
1,6·10−19
Кл, а постоянную Планка —
6,6·10−34
Дж·с.)
Задание 20 № 2301
Решение.
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта для начальной частоты света
и для измененной частоты
Вычтя из второго равенства первое, получим соотношение:
Ответ: 2,9
2301
2,9
2. 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 электронвольтах.)
Задание 20 № 2302
Решение.
Согласно
уравнению Эйнштейна, энергия
поглощенного фотона
идет на работу выхода и на
сообщение электрону
кинетической энергии:
.
Отсюда, для максимальной
кинетической энергии
образовавшихся
фотоэлектронов имеем:
.
Ответ: 3,7
2302
3,7
3.
Работа
выхода электрона из металла
.
Найдите максимальную
длину волны
излучения,
которым могут выбиваться
электроны. (Ответ дать в нанометрах.)
Постоянную Планка принять
равной 6,6·10−34
Дж·с, а скорость света — 3·108
м/с.
Задание 20 № 2303
Решение.
Красная
граница фотоэффекта
определяется выражением
.
Принимая во внимание связь
,
для максимальной длины волны
излучения, которым могут
выбиваться электроны,
имеем
.
Ответ: 660
2303
660
4. Поток фотонов с энергией 15 эВ выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых в 2 раза меньше работы выхода. Какова максимальная кинетическая энергия образовавшихся фотоэлектронов? (Ответ дать в электронвольтах.)
Задание 20 № 2304
Решение.
Согласно
уравнению Эйнштейна, энергия
поглощенного фотона
идет на работу выхода и на
сообщение электрону
кинетической энергии:
.
По условию,
.
Таким образом, для максимальной
кинетической энергии
фотоэлектронов имеем
.
Ответ: 5
2304
5
5. Поток фотонов с энергией 15 эВ выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых в 2 раза больше работы выхода. Какова максимальная кинетическая энергия образовавшихся электронов? (Ответ дать в электронвольтах.)
Задание 20 № 2305
Решение.
Согласно
уравнению Эйнштейна, энергия
поглощенного фотона
идет на работу выхода и на
сообщение электрону
кинетической энергии:
.
По условию,
.
Таким образом, для максимальной
кинетической энергии
фотоэлектронов имеем
.
Ответ: 10
2305
10
6.
Фотоэффект
наблюдают, освещая поверхность
металла светом с частотой
.
При этом задерживающая
разность потенциалов
равна U.
Частота света увеличилась
на
.
Каково изменение
задерживающей разности
потенциалов? (Ответ выразите
в вольтах, округлив с точностью
до сотых.) Заряд электрона принять
равным 1,6·10−19
Кл, а постоянную Планка —
6,6·10−34
Дж·с.
Задание 20 № 2309
Решение.
Запишем
уравнение Эйнштейна для
фотоэффекта для начальной
частоты света
и
для измененной частоты
Вычтя
из второго равенства первое,
получим соотношение:
.
Ответ: 0,83
2309
0,83
7.
Фотоэффект
наблюдают, освещая поверхность
металла светом с частотой
.
При этом задерживающая
разность потенциалов
равна U.
Частота света увеличилась
на
.
Каково изменение
задерживающей разности
потенциалов? (Ответ выразите
в вольтах и округлите с точностью
до десятых.) Заряд электрона
принять равным 1,6·10−19
Кл, а постоянную Планка —
6,6·10−34
Дж·с.
Задание 20 № 2310
Решение.
Запишем
уравнение Эйнштейна для
фотоэффекта для начальной
частоты света
и
для измененной частоты
.
Вычтя из второго равенства
первое, получим соотношение:
.
Ответ: 1,2
2310
1,2
8.
Фотоэффект
наблюдают, освещая поверхность
металла светом с частотой
.
При этом задерживающая
разность потенциалов
равна U.
Частота света увеличилась
на
.
Каково изменение
задерживающей разности
потенциалов? (Ответ выразите
в вольтах и округлите с точностью
до сотых.) Заряд электрона принять
равным 1,6·10−19
Кл, а постоянную Планка —
6,6·10−34
Дж·с.
Задание 20 № 2311
Решение.
Запишем
уравнение Эйнштейна для
фотоэффекта для начальной
частоты света
и
для измененной частоты
.
Вычтя из второго равенства
первое, получим соотношение:
.
Ответ: 0,62
2311
0,62
9.
Фотоэффект
наблюдают, освещая поверхность
металла светом с частотой
.
При этом задерживающая
разность потенциалов
равна U.
Частота света увеличилась
на
.
Каково изменение
задерживающей разности
потенциалов? (Ответ выразите
в вольтах и округлите с точностью
до сотых.) Заряд электрона принять
равным 1,6·10−19
Кл, а постоянную Планка —
6,6·10−34
Дж·с.
Задание 20 № 2312
Решение.
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта для начальной частоты света и для измененной частоты . Вычтя из второго равенства первое, получим соотношение:
Ответ: 1,03
2312
1,03
10.
Фотоэффект
наблюдают, освещая поверхность
металла светом с частотой
.
При этом задерживающая
разность потенциалов
равна U.
После изменения частоты
света задерживающая
разность потенциалов
увеличилась на
.
Каково изменение частоты
падающего света? (Ответ дать
в 1014
Гц, округлив до десятых.) Заряд
электрона принять равным
1,6·10−19
Кл, а постоянную Планка —
6,6·10−34
Дж·с.
Задание 20 № 2313
Решение.
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта для начальной частоты света и для измененной частоты . Вычтя из второго равенства первое, получим соотношение:
.
Ответ: 3,6
2313
3,6
11.
Фотоэффект
наблюдают, освещая поверхность
металла светом с частотой
.
При этом задерживающая
разность потенциалов
равна U.
После изменения частоты
света задерживающая
разность потенциалов
увеличилась на
.
Каково изменение частоты
падающего света? (Ответ дайте
в 1014
Гц, округлив до десятых.) Заряд
электрона принять равным
1,6·10−19
Кл, а постоянную Планка —
6,6·10−34
Дж·с.
Задание 20 № 2314
Решение.
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта для начальной частоты света и для измененной частоты . Вычтя из второго равенства первое, получим соотношение:
.
Ответ: 2,2
2314
2,2
12.
Фотоэффект
наблюдают, освещая поверхность
металла светом с частотой
.
При этом задерживающая
разность потенциалов
равна U.
После изменения частоты
света задерживающая
разность потенциалов
увеличилась на
.
Каково изменение частоты
падающего света? (Ответ дайте
в 1014
Гц, округлив до десятых.) Заряд
электрона принять равным
1,6·10−19
Кл, а постоянную Планка —
6,6·10−34
Дж·с.
Задание 20 № 2315
Решение.
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта для начальной частоты света и для измененной частоты . Вычтя из второго равенства первое, получим соотношение:
.
Ответ: 1,5
2315
1,5
13.
Фотоэффект
наблюдают, освещая поверхность
металла светом с частотой
.
При этом задерживающая
разность потенциалов
равна U.
После изменения частоты
света задерживающая
разность потенциалов
увеличилась на
.
Каково изменение частоты
падающего света? (Ответ дайте
в 1014
Гц, округлив до десятых.) Заряд
электрона принять равным
1,6·10−19
Кл, а постоянную Планка —
6,6·10−34
Дж·с.
Задание 20 № 2316
Решение.
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта для начальной частоты света и для измененной частоты . Вычтя из второго равенства первое, получим соотношение:
.
Ответ: 3,2
2316
3,2
14. Работа выхода для материала катода вакуумного фотоэлемента равна 1,5 эВ. Катод освещается монохроматическим светом, у которого энергия фотонов равна 3,5 эВ. Чему равно запирающее напряжение, при котором фототок прекратится? (Ответ дать в вольтах.) Заряд электрона принять равным 1,6·10−19 Кл, а 1 эВ — 1,6·10−19 Дж.
Задание 20 № 2323
Решение.
Запишем
уравнение Эйнштейна для
фотоэффекта
.
Отсюда находим запирающее
напряжение
.
Ответ: 2
2323
2
15.
В
опыте по изучению фотоэффекта
одну из пластин плоского
конденсатора облучают
светом с энергией фотона
6 эВ. Напряжение между пластинами
изменяют с помощью
реостата, силу фототока
в цепи измеряют амперметром.
На графике приведена
зависимость фототока
от
напряжения
между
пластинами. Какова работа
выхода электрона с поверхности
металла, из которого
сделаны пластины конденсатора?
(Ответ дать в электронвольтах.)
Задание 20 № 3641
Решение.
Из графика видно, что фототок пропадает, если подать на пластины конденсатора обратное напряжение в 4 В. Это так называемое запирающее напряжение, когда все вылетающие фотоэлектроны, не успев долететь до противоположной пластины, возвращаются назад под действием электрического поля пластин. Согласно уравнению фотоэффекта Эйнштейна, энергия фотонов связана с работой выхода и запирающим напряжением соотношением: . Следовательно, работа выхода для пластины конденсатора равна:
Ответ: 2
3641
2
16. В таблице приведена зависимость максимальной кинетической энергии вылетающих из металла электронов от энергии падающих на металл фотонов.
|
2,4 |
2,8 |
3,3 |
4,0 |
|
0,6 |
1,0 |
1,5 |
2,2 |
Определите работу выхода для этого металла. (Ответ дать в электронвольтах.)
Задание 20 № 3715
Решение.
Согласно
уравнению фотоэффекта
Эйнштейна, энергия налетающего
фотона идет на работу выхода
и на сообщение электрону
кинетической энергии:
.
Взяв данные любого столбца
из таблицы, для работы выхода
получаем:
.
Ответ: 1,8
3715
1,8
Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по физике. Вариант 1.
17. Энергия фотона, падающего на поверхность металлической пластинки, в 5 раз больше работы выхода электрона с поверхности этого металла. Каково отношение максимальной кинетической энергии фотоэлектрона к работе выхода?
Задание 20 № 3883
Решение.
Согласно
уравнению Эйнштейна, энергия
фотона связана работой
выхода и максимальной
кинетической энергией
соотношением:
.
По условию,
.
Следовательно, отношение
максимальной кинетической
энергии фотоэлектрона к
работе выхода равно
=4
.
Ответ: 4
3883
4
Источник: МИОО: Тренировочная работа по физике 18.10.2013 вариант 1.
18.
Работа
выхода для некоторого
металла равна 3 эВ. На пластинку
из этого металла падает свет.
На рисунке показана
зависимость силы I
фототока от приложенного
обратного напряжения
U.
Какова энергия фотона
светового излучения,
падающего на эту пластинку?
(Ответ дать в электронвольтах.)
Задание 20 № 6159
Решение.
При
вылете фотоэлектрона
часть энергии фотона
затрачивается на
преодоление работы выхода
металла, а оствашаяся
часть уходит на увеличение
кинетической энергии
электрона
.
При увеличении запирающего
напряжения фототок будет
уменьшаться, в связи с тем, что
кинетической энергии
электронов не будет хватать
для преодоления электрического
поля. Фототок исчезнет, когда
потенциальная энергия
электронов в электрическом
поле станет равной их кинетической
энергии
Из
рисунка видим, что фототок
исчезает при напряжении
2 В. Следовательно,
максимальная энергия
фотоэлектронов 2 эВ.
Значит, энергия фотона
светового излучения
равна 2 + 3 = 5 эВ.
Ответ: 5
6159
5
Источник: МИОО: Диагностическая работа по физике 01.04.2014 вариант ФИ10602.
19. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ0 = 290 нм. При облучении катода светом с длиной волны λ фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,9 В. Определите длину волны λ. Ответ выразить в нм и округлить до целого. Заряд электрона принять равным 1,6·10−19 Кл, постоянную Планка — 6,6·10−34 Дж·с, а скорость света — 3·108 м/с.
Задание 20 № 6986
Решение.
Уравнение
Эйнштейна для фотоэффекта
Условие
связи красной границы
фотоэффекта и работы
выхода:
Выражение
для запирающего напряжения
— условие равенства максимальной
кинетической энергии
электрона и изменения его
потенциальной энергии
при перемещении в
электростатическом поле:
Совмещая
выражения, получим:
Отсюда
Ответ: 201 нм
Ответ: 201
6986
201
Источник: СтатГрад: Тематическая диагностическая работа по физике 17.04.2015 Вариант ФИ10701
20. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ0 = 450 нм. При облучении катода светом с длиной волны λ фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,4 В. Определите длину волны λ. Ответ выразите в нм и округлите до десятков. Заряд электрона принять равным 1,6·10−19 Кл, постоянную Планка — 6,6·10−34 Дж·с, а скорость света — 3·108 м/с.
Задание 20 № 7018
Решение.
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта Условие связи красной границы фотоэффекта и работы выхода: Выражение для запирающего напряжения — условие равенства максимальной кинетической энергии электрона и изменения его потенциальной энергии при перемещении в электростатическом поле: Совмещая выражения, получим:
Отсюда
Ответ: 300 нм
Ответ: 300
7018
300
Источник: СтатГрад: Тематическая диагностическая работа по физике 17.04.2015 Вариант ФИ10702
21. На неподвижную пластину из никеля падает электромагнитное излучение, энергия фотонов которого равна 8 эВ. При этом в результате фотоэффекта из пластины вылетают электроны с максимальной кинетической энергией 3 эВ. Какова работа выхода электронов из никеля? (Ответ дайте в электронвольтах.)
Задание 20 № 7043
Решение.
Уравнение
фотоэффекта:
,
где
-
энергия фотона.
Выразим
из формулы
Ответ: 5
7043
5
Источник: СтатГрад: Тематическая диагностическая работа по физике 17.04.2015 Вариант ФИ10704
22.
Фотон
с энергией 7 эВ выбивает
электрон из металлической
пластинки с работой выхода
2 эВ (катода). Пластинка
находится в сосуде, из
которого откачан воздух.
Электрон разгоняется
однородным электрическим
полем напряженностью
До
какой скорости электрон
разгонится в этом поле, пролетев
путь
вдоль
линии поля? (Ответ дайте в 106
м/с, округлив до десятых. Заряд
электрона принять равным
1,6·10−19
Кл, а постоянную Планка —
6,6·10−34
Дж·с. Релятивистские эффекты
не учитывать.)
Задание 20 № 7058
Решение.
Уравнение
Эйнштейна для фотоэффекта:
Энергия
ускоренных электронов:
Выражаем конечную скорость электрона:
Ответ: 3,2
7058
3,2
Источник: СтатГрад: Тематическая диагностическая работа по физике 17.04.2015 Вариант ФИ10704
23. Пластина, изготовленная из материала, для которого работа выхода равна 2 эВ, освещается монохроматическим светом. Какова энергия фотонов падающего света, если максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1,5 эВ? (Ответ дайте в электронвольтах.)
Задание 20 № 7075
Решение.
Уравнение фотоэффекта: , где — энергия фотона.
Подставляем
значения:
Ответ: 3,5
7075
3,5
Источник: СтатГрад: Тематическая диагностическая работа по физике 17.04.2015 Вариант ФИ10703
24. Фотон с энергией 8 эВ выбивает электрон из металлической пластинки с работой выхода 2 эВ (катода). Пластинка находится в сосуде, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью Е = 5·104 В/м. До какой скорости электрон разгонится в этом поле, пролетев путь s = 5·10–4 м вдоль линии поля?
Релятивистские эффекты не учитывать. Ответ выразите в м/с и округлите до второй значащей цифры.
Задание 20 № 7090
Решение.
Уравнение
Эйнштейна для фотоэффекта:
.
Энергия
ускоренных электронов:
.
Выражаем конечную скорость электрона:
Ответ: 3300000 м/с.
Ответ: 3300000